Глава 1 От чего «светится» клетка?

Другая группа занималась в общепринятом сидяче- обездвиженном режиме. Плотность телесно-мышечных статических напряжений во второй контрольной группе была примерно в 2,5 раза выше, чем в опытной.

Для оценки влияния учебных занятий, построенных в различных телесно-моторных режимах, на метаболизм клеток (на примере лимфоцитов) обследовали учащихся вторых классов двух школ Красноярска, занимающихся второй год в режимах АКТ и СОР (опытный и контрольный классы). Для обследования подбирались относительно здоровые дети 8—9 лет (1 и 2 группы здоровья). Возрастно-половой состав в сравниваемых группах был одинаковым.

Кровь для анализа брали из пальца утром натощак. У всех детей в лимфоцитах периферической крови количественным цитохимическим методом определяли активность: сук- цинатдегидрогеназы (СДГ), -глицерофосфатдегидрогеназы (-ГФДГ), митохондриальной (-ГФДГ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), аэробный изофермент лактатдегидрогеназы (ИЛДГ), кислой и щелочной фосфатаз (КФл, КФн, ЩФн) лимфоцитов (л) и нейтрофилов (н), моно-аминоксидазы (МАО), а также содержание катехоламинов (КА) и серотонина (Сер. — в моди

фикации В.П. Новицкой). Для подсчета лейкоцитарной формулы мазки крови окрашивались по общепринятой методике и вычислялись индексы — лейкоцитарный индекс интоксикации организма (ЛИИ), а также индекс сдвига лейкоцитов крови (ИСЛК).

Результаты исследований и их обсуждение

У детей контрольного класса, занимающихся в традиционном режиме СОР, в весенний период метаболические процессы в лимфоцитах протекали в режиме предельно минимальной активности.

Обучение же детей в динамическом режиме АКТ вызывало значительную модуляцию активности ферментов лимфоцитов крови. Причем эти изменении затрагивают ферменты, локализованные как в митохондриях, так и в цитоплазме. Активность СДГ и -ГФДГ оказалась достоверно выше соответственно на 55,48% (рlt;0,001) и на 15,46% (рlt;0,05), чем у детей, занимающихся в традиционном режиме. При этом показатель МАО у детей из опытного класса возрос на 100% относительно уровня фермента лимфоцитов детей контрольного класса (рlt;0,001). Особо подчернем, что стимулирование митохондриальных реакций не приводило к активации реакции гликолиза (ЛДГ и Н-ЛДГ).

Анализ активности гидролитических ферментов показал, что у детей контрольного класса в лимфоцитах и нейтрофилах преобладает катаболическая направленность обмена (высокий уровень КФ). Проведение же учебных занятий в режиме АКТ сказалось стабилизирующим образом на показателях, снижая уровень катаболизма (КФ) как в лимфоцитах, так и в нейтрофилах соответственно на 24,2% и на 20,6% (рlt;0,001).

Анализ СДГ в лимфоцитах детей, занимающихся в режиме АКТ, выявил не только увеличение средней активности фермента, но и изменение структуры популяции иммунокомпе- тентных клеток. В частности, разнородность лимфоцитов, отраженная коэффициентом вариации снижалась с 81,11 до 69,19%. При этом преобладали лимфоциты с повышенной активностью фермента (снижены коэффициенты асимметрии и эксцесса). Это указывает, что деформированное их распределение нормализовалось.

Математическое разделение популяции циркулирующих лимфоцитов на две субпопуляции показало, что у детей из опытного класса (АКТ) отмечается увеличение объема малой популяции высокоактивных клеток с 9,67% до 13,34%, но количество лимфоцитов в большой субпопуляции уменьшается по сравнению с детьми контрольного класса.

Таким образом, можно отметить четко выраженную активацию лимфоидных клеток у детей из опытного класса, которая проявляется в повышении ферментативной активности лимфоцитов крови в обеих субпопуляциях клеток, а также в увеличении количества высокоактивных лимфоцитов.

Известно, что длительная обездвиженность (гиподинамия) вызывает изменение моноаминергических систем и функций регуляторных систем организма. В крови изменяется содержание физиологически активных веществ, оказывающих модулирующее влияние на иммунокомпетентные клетки. Углубленный анализ показателей флуоресценции моноаминов показал, что моторно освобожденный режим в обучении детей (АКТ) приводит к повышению флуоресценции КА в раза (рlt;0,001). Содержание же серотонина в лимфоцитах у этих детей изменялось обратным образом — выявлялось

статистически достоверное снижение уровня моноамина на 32,77% (рlt;0,01).

Заметим, что регуляторные эффекты катехоламинов и серотонина в отношении метаболизма и функциональной активности иммунокомпетентных клеток носят разнонаправленный характер. У детей из контрольного и опытного классов способность к накоплению моноаминов лимфоцитами, а возможно, и их синтезу различна. Основой таких различий, по-видимому, являются особенности электрической и химической активности мембран, а также направленность метаболических процессов в клетке.

Возрастание телесно-мышечной активности в режиме прямостояния и за счет этого снижение гиподинамии и мышечных статических напряжений приводит к повышению функциональных возможностей ЦНС, что проявляется в росте индекса КА/Сер. в 3,3 раза (рlt;0,001). Кроме этого, повышение индекса КА/Сер отражает степень увеличения сохранения условных рефлексов, а также переход их из кратковременной памяти в долговременную.

Исследование клеточного состава периферической крови (лейкоцитарной формулы) показало, что у детей, занимающихся в опытном классе, достоверно понижается относительное содержание базофилов (в 6,6 раза; рlt;0,001) и сегментоядерных нейтрофилов (на 33,87%; рlt;0,001), а так же уменьшается сдвиг влево на фоне снижения ИСЛК (на 56,4%; рlt;0,001). Здесь следует особо отметить, что при режиме АКТ в 2,3 раза снижается (рlt;0,01) лейкоцитарный индекс интоксикации организма (ЛИИ) по сравнению с детьми, занимаю

щимися в режиме СОР. Процентное содержание лимфоцитов и соотношение JI/C в группе детей из опытного класса были повышены (соответственно на 59,5% и 138,7%; рlt;0,001) по сравнению с детьми из контрольного класса.

Если рассматривать обнаруженные сдвиги изучаемых характеристик как отражение состояния адаптации детей к разным режимам занятий, то учащиеся из контрольного класса находились в реакции хронического стресса, а детям из опытного класса соответствует реакция повышенной активации (как по уровню индекса JI/C, так и по содержанию моноаминов). Направленность изменения содержания моноаминов в лимфоцитах крови детей из опытного класса отражает сбалансированность метаболических процессов, обусловленную перераспределением нейромедиаторов при реакции повышенной активации, и нарушение такого баланса у детей из контрольного класса, пребывающих в реакции стресс -напряжения.

Полученные результаты исследования были обработаны методом корреляционного анализа. Установлено, что у детей, занимающихся в режиме АКТ, на 40% снижено общее количество внутриклеточных и внутрисистемных достоверных корреляций между ферментами лимфоцитов и показателями процентного содержания форменных элементов крови.

Наличие таких отрицательных обратных связей у детей, занимающихся в режиме АКТ, еще раз подтверждает сбалансированность метаболической системы лимфоцитов. Это связа

но с тем, что, во-первых, КА активируют лизосомы, ферменты которых приводят к декомпозиции клеточных структур, а высокий уровень МАО понижает эту активность. Во-вторых, при снижении КФ активируется аэробный изофермент ЛДГ, так как известна роль белков лизосом в регуляции окислительновосстановительных ферментов в клетках крови.

Корреляционные связи между метаболическими показателями лимфоцитов и процентным содержанием клеточных элементов различались не только количественно, но и качественно. Появление среди них новых и утрата существовавших связей свидетельствует о наличии более высоких уровней и свобод функционирования иммунокомпетентных клеток у детей, занимающихся в режиме АКТ. Наличие достоверных корреляций между СДГ и процентным содержанием базофилов и КФн у детей из контрольного класса на фоне появления связи СДГ-ЩФ (г = 0560; рlt;0,05) в опытном классе свидетельствуют о проявлении закономерной регуляции уровня фермента биологически активными веществами базофилов, а также указывает на зависимость фермента от функциональной активности фагоцитов.

У детей из опытного класса не выявлены корреляционные зависимости между -ГФДГ, ЛДГ и клеточным составом крови. В то же время в контрольном классе выявлена прямая зависимость активности -ГФДГ, ЛДГ лимфоцитов с процентным содержанием этих клеток и обратная зависимость с ИСЛК.

У детей из опытного класса еще более автономно проявлялся уровень активности ЩФн, который был связан только с СДГ лимфоцитов. В контрольном же классе активность фермента прямо пропорционально зависела от содержания С (%) и обратно пропорционально от содержания Л (%), ИСЛК и соотношения Л/С.

Повышение активности МАО и процентного содержания лимфоцитов у детей из опытного класса сочеталось с прямой

зависимостью фермента от количества MAO-JI (%) (г =0,55; рlt;0,05). У детей же из контрольного класса эта связь была отрицательной. Наличие связи MAO-JI/С (г = 0,52; рlt;0,05) у детей из опытного класса и МАО-ИСЛК (г = 0,60; рlt;0,01) из контрольного свидетельствует о возможности регуляторных воздействий моноаминов на соотношение клеточных элементов крови.

Выявлялась зависимость выраженности лимфоцитоза у детей из опытного класса от соотношения других клеточных элементов, что подтверждалось наличием отрицательных корреляционных связей: Л (%)-М(%); Л (%)-С (%); Л (%)-П (%). Обращает на себя внимание и тесная связь флуоресценции серотонина лимфоцитов и содержания Э (%) в крови (г = 0,69; рlt;0,05), которая отражает возможность регуляции уровня эозинофилов серотонином лимфоцитов среди детей, занимавшихся в режиме АКТ. Следует также отметить зависимость изменения содержания клеточных элементов от уровня интоксикации организма этих детей, что подтверждалось наличием корреляционных связей: С (%)-ЛИИ; П(%)-ЛИИ и Л/С-ЛИИ. У детей же, занимавшихся в режиме СОР выявлялся высокий уровень интоксикации: Э (%)-ЛИИ (г = 0,66; Рlt;0,05); П (%)-ЛИИ (г = 0,65; рlt;0,05).

У детей из опытного класса состояние повышенной активации, определяемое по соотношению Л/С, сочеталось со значительным снижением индекса сдвига лейкоцитов крови — Л/С-ИСЛК (г = -0,86; рlt;0,001). Перечисленные особенности структуры корреляционных связей отражают более высокий уровень активности иммунной системы тех детей, которые занимались в телесно активном режиме (АКТ). Интерпретация этих связей возможна еще и с той точки зрения, что высокая активность ферментов свойственна «молодым» клеточным элементам, а низкая характерна для «старых». В то же время изменение метаболизма лимфоцитов и сдвиг равновесия между процессами кроветворения и кроверазрушения клеточных элементов зависит от нейрогормональной регуляции, находящейся под контролем ЦНС.

Выводы

Проведение учебных занятий по новой учебной технологии (в режиме прямохождения и телесно-мышечной активности) вызывает совершенствование энергетического и регуляторного метаболизма иммунокомпетентных клеток детей младшего школьного возраста. Одним из существенных результатов является рост функциональной активности системы митохондрий (повышение активности СДГ, -ГФДГ, МАО), что обеспечивает увеличение аэробной мощности организма и ускорение утилизации пирувата и жирных кислот. Анализ структуры популяции по СДГ также показал нормализацию распределения популяции лимфоидных клеток и выход в русло клеток с высокой активностью фермента.

Определено, что у детей, занимающихся в сидяче- обездвиженном режиме, доминирует катаболическая направленность обменных процессов. При этом известно, что важнейшим компонентом всех катаболических процессов является феномен патологической кристаллизации солей в белковой среде с формированием патологических органоминеральных образований (С. Шатохина, 2008). Речь идет о постепенном «перерождении» живого вещества в косное, о процессах старения клеток тканей и организма в целом. Установлено, такому перерождению «живого» вещества в «косное» способствуют пролонгированные во времени статические мышечные напряжения. Данное явление было названо нами синдромом прижизненной мумификации тела.

Снижение катабодической направленности метаболических процессов в иммунокомпетентных клетках (снижена активность КФ) у детей из опытного класса и, как следствие, нормализации нейроэндокринной регуляции приводит к стабилизации лизосомальных мембран и повышению активности иммуногенеза. Возрастание активности митохондриальной -ГФДГ, СДГ и понижение флуоресценции серотонина в лимфоцитах детей, занимавшихся в режиме АКТ, увеличивается

функциональную активность иммунокомпетентных клеток, способствует росту синтеза гуморальных антител.

Изменение баланса регуляторных веществ в иммунокомпетентных клетках можно в определенной мере связать с повышенной активностью адренергических и снижением се- ротонинергических отделов центральной нервной системы. Повышенный уровень КА, вероятно, приводит к интенсивной пролиферации клеток центральных органов иммунитета, что может быть причиной увеличения относительного содержания лимфоцитов в периферической крови.

У детей, занимающихся в моторно-активном режиме, изменения метаболизма лимфоцитов не выходят за рамки общих адаптационных реакций, что находит отражение в лейкоцитарной формуле крови. Параметры клеточного состава крови детей из такого класса соответствуют реакции повышенной активации, при которой содержание лимфоцитов находится на верхней границе нормы (52,73%), а сегментоядерных нейтрофилов ниже нормы (36,46%). Содержание остальных клеточных элементов оставалось в пределах нормы. Показано, что при проведении урока в режиме телесно-мьттттечной активации удается нормализовать гомеостаз и повысить неспецифическую резистентность организма.

Адаптация организма детей к обучению в доминантном режиме телесно-мьттттечной активности приводит и к росту функциональных возможностей нервной системы, что подтверждается повышением соотношения КА/Сер. в 3,5 раза и соответствует степени увеличения сохранения условных рефлексов и переходу кратковременной памяти в долговременную.

При корреляционном анализе появляются математические доказательства глубокой и гибкой взаимосвязи ферментных систем лимфоцита, а также различных клеточных систем крови между собой у детей, занимающихся в режиме АКТ. У детей же из контрольного класса выявляется большое количество жестких («косных») связей. Такая чрезмерная их жесткость может привести к дезинтеграции многоуровневой системы

управления жизнью. У детей же из опытного класса снижено количество жестких связей, что создает относительную свободу выбора альтернативных путей регуляции различных подсистем, входящих в более сложные системы жизнеуправления.

Анализ различных параметров иммунной системы позволил выявить положительное влияние учебных занятий, построенных в режиме прямохождения и телесно-мышечной активности, на метаболизм иммунокомпетентных клеток. Данный вариант обучения оказался более естественным, «природосообразным» дня ребенка режимом в сравнении с традиционным — моторно-закрепощенным, статично-напряженным.

В целом проведение учебных занятий в режиме телесномышечной активности (моторной свободы) способствует повышению генетической активности, раскрепощению реализации видовых программ, стрессоустойчивости организма и, как следствие, уровня функциональных возможностей иммунной и других важнейших систем организма, а в конечном счете уровня жизнестойкости, качества развития и здоровья детей. Полученные данные, наконец, позволяют отвергнуть укоренившийся взгляд «классической генетики», объявившей мифическую автономность от тела наследственной субстанции, а также независимость работы и активности генофонда от активности тела.