Стан системного імунітету та психофізіологічних функцій в умовах набутої короткозорості різного ступеня

Ескіз недоступний
Дата
2021
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
СумДПУ імені А. С.Макаренка
Анотація
Дисертація присвячена комплексному дослідженню системного імунітету та функціонального стану вищих відділів центральної нервової системи на тлі короткозорості набутої форми різного ступеня. В роботі проаналізовано і узагальнено стан неспецифічного антиінфекційного захисту, клітинної та гуморальної ланок системного імунітету, психофізіологічні функції в осіб із набутою короткозорістю слабкого, середнього та високого ступеня. Виявлено особливості функціонального стану імунної та нервової систем в умовах короткозорості певного ступеня та представлено кореляційні взаємозвязки даних регулюючих систем в умовах набутої короткозорості. Проблема зниженого зору на сьогодні є одним із актуальних напрямів досліджень сучасної біологічної науки. Зважаючи на загальний незадовільний стан здоров’я населення України, зростає роль досліджень, які розкривають особливості функціонування організму людини за наявності в неї різних дисрегуляторних чи преморбідних станів. Короткозорість набутої форми є однією із провідних причин низького зору, що здатна значно погіршити якість життя людини. Її поширеність набуває загрозливих «епідеміологічних» масштабів у світі, особливо серед осіб молодого працездатного віку. Вважається, що набута короткозорість розвивається як адаптаційна реакція зорової сенсорної системи до довготривалої роботи на близькій від ока відстані під впливом інформаційно-емоційного стресу, роль якого постійно посилюється у зв’язку із інтенсивною інформатизацією «цифрового» суспільства. Найбільший відсоток населення із короткозорою рефракцією виявлено в країнах Східної Азії (80-96 %), в США, Європі – до 50 %. В Україні показник поширеності короткозорості варіюється від 10 до 30 % населення, а результати дитячих медоглядів свідчать про його щорічне зростання. Як правило, набута короткозорість, сформувавшись у шкільному віці стабілізується до 20-30 років без складних патологічних ускладнень, проте її високі значення становлять ризик розвитку ускладнень, що можуть у подальшому призвести до втрати зорової функції. В той же час, набута короткозорість – це не лише вада зору, а й певний функціональний стан організму, розвиток якого пояснюється ретино-епіфізарно-гіпоталамічними і ретино-гіпофізарними взаємозв'язками нейроструктур ока з неокортексом та підпорядковується механізмам нейроімуноендокринної взаємодії в організмі. Метою даної роботи стало дослідження особливостей системного імунітету та функціонального стану вищих відділів центральної нервової системи в осіб із набутою короткозорістю слабкого, середнього та високого ступеня. Для реалізації поставленої мети були застосовані такі методи: викопіювання даних з форм первинної медичної документації; загальноприйняті імунологічні та клінічні методи дослідження системи крові; методи оцінки властивостей основних нервових процесів (латентних періодів простих і складних сенсомоторних реакцій, функціональної рухливості нервових процесів) та психофізіологічних функцій (уваги, короткочасної пам’яті); методи параметричної і непараметричної статистичної обробки одержаних результатів. Дослідження охоплювало 150 учасників-волонтерів віком від 18 до 35 років та здійснювалося на базі кафедри біології людини та тварин Сумського державного педагогічного університету імені А.С. Макаренка впродовж 2016-2019 років. Контрольна група була сформована практично-здоровими людьми без хронічних чи гострих захворювань з нормальною гостротою зору. Дослідну групу складали 30 осіб із слабким ступенем (до -3 дптр), 30 осіб із середнім ступенем (від -3 до -6 дптр), 30 осіб із високим ступенем (від-6 дптр) набутої короткозорості. У роботі вперше виявлено загальний характер змін показників клітинних факторів неспецифічної резистентності, клітинної та гуморальної ланок системного імунітету при короткозорості набутої форми слабкого, середнього та високого ступеня: показано зниження вмісту головних імунокомпетентних клітин (лейкоцитів, лімфоцитів, нейтрофілів), натуральних кілерів (І-ІІ ступені імунних порушень (ІП)), Т-лімфоцитів (ІІ ступінь ІП); зростання числа моноцитів (ІІ-ІІІ ступені ІП), Т-супресорів/цитотоксичних (І-ІІ ступені ІП), В-лімфоцитів (ІІ ступень ІП) та концентрації імуноглобулінів класів М (ІІІ ступінь ІП) та А (ІІ ступінь ІП), у порівнянні із учасниками з нормальним зором контрольної групи. Вказані зміни мали найбільший прояв при високому ступені короткозорості, що свідчить про тенденцію до посилення дисрегуляційних імунних порушень в динаміці набутої короткозорості. Набуло подальшого розвитку уявлення про імунологічний статус короткозорих осіб, поглиблено та деталізовано опис дисфункцій системного імунітету за умов різних значень короткозорості. Показано, що в системі неспецифічного антиінфекційного захисту відбувається зростання кількості нейтрофілів (за рахунок підвищення числа сегментоядерних форм), моноцитів та відносного вмісту натуральних кілерів (при одночасному зниженні їх абсолютного числа) від низьких до високих значень короткозорості. Таким чином, при слабкому ступені короткозорості дані показники мали найменші значення, при високому ступені – найвищі. Із зростанням ступеня короткозорості відбувається підвищення показників фагоцитозу (ФЧ і ФІ), хоча вони і залишились на рівні нижчому, ніж в контрольній групі. Дослідження клітинної ланки системного імунітету встановило, що разом із зростанням ступеня короткозорості на тлі дефіциту загальних Т-лімфоцитів відбувається зниження вмісту Т-хелперів/індукторів і Т-супресорів/цитотоксичних; у порівнянні із контрольними даними вміст Т-хелперів/індукторів загалом був менший, а Т-cупресорів/цитотоксичних, навпаки, більший. Функціональне навантаження гуморальної ланки системного імунітету зростало в наслідок підвищення кількості В-лімфоцитів та їх імуноглобулін-продукуюча здатності від слабкого до високого ступеня, що супроводжувалося збільшенням випадків дисімуноглобулінемій, що є підставою вважати про формування глибоких імунних порушень. Проведене психофізіологічне дослідження дозволило нам вперше охарактеризувати специфічні риси у функціонуванні вищих відділів ЦНС за умов короктозорості різного ступеня. Показано збільшення часу латентного періоду простої сенсомоторної реакції в усіх групах осіб із набутою короткозорістю, зменшення часу латентного періоду реакції вибору двох із трьох подразників та підвищення рівня ФРНП при слабкому та середньому ступені короткозорості, у порівнянні із контрольною групою, що свідчить про погіршення показників із зростанням ступеня короткозорості. Серед спільних для усіх короткозорих осіб характеристик процесу уваги, що відрізняються від даних практично здорових людей, слід відзначити кращу якість роботи та концентрацію уваги, вищий рівень розумової продуктивності. В той же час, кількісні та швидкісні показники уваги при слабкому та високому ступені короткозорості були більшими, а при середньому ступені – меншими; здатність до переключення уваги – більш високою при слабкому та середньому ступені короткозорості. Проте слід відзначити зниження обсягів зорової інформації, якості роботи та швидкості обробки матеріалу при вищих ступенях короткозорості. Показники короткочасної пам’яті в умовах короткозорості змінювались стохастично: в усіх групах короткозорих осіб найвищі числові результати були отримані за видами «зорова» та «слухова» короткочасна пам’ять на слова, що свідчить про полегшення сприймання та запам’ятовування сигналів, адресованих до ІІ-ї сигнальної системи. Одночасно із цим, числовий матеріал відтворювався гірше учасниками зі слабкою та середньою короткозорістю, а при високій короткозорості, навпаки, нами виявлено тенденцію до покращення відтворення даного типу стимульного матеріалу. За рівнем смислової пам’яті дані короткозорих осіб дещо перевищували контрольні, проте вірогідні відмінності між ними були відсутні. Узагальнення та систематизація досліджуваних показників дозволили вперше ідентифікувати специфічні риси функціонального стану імунної та нервової систем на тлі короткозорості певного ступеня. Так, у осіб із набутою короткозорістю слабкого ступеня у периферійній крові на фоні загального зниження кількості ІКК спостерігається найнижчий вміст нейтрофілів (за рахунок зменшення кількості сегментоядерних нейтрофілів) і, відповідно, найнижчі показники фагоцитарної активності; найбільше зменшення Т-лімфоцитів при найбільшій кількості клітин Т- супресорів/цитотоксичних; зниження кількості В-лімфоцитів та найнижча концентрація IgG. Нейродинамічні характеристики були високими, а рівень ФРНП – середнім. В даній групі осіб виявлено найкращі кількісні, якісні та швидкісні показники уваги та середні рівні короткочасної пам’яті, зниження обсягу слухової пам’яті на слова (у порівнянні із середньою та високою короткозорістю). У осіб із набутою короткозорістю середнього ступеня показники неспецифічного та Т-клітинного імунітету були максимальними; в гуморальній ланці системного імунітету найбільш високою була концентрація IgА. В даній групі осіб було виявлено максимально високий рівень ФРНП при середніх рівнях сенсомоторних реакцій. Увага осіб із середньою короткозорістю характеризувалась найнижчими кількісними та швидкісними показниками на фоні середньої точності роботи. Найвищі обсяги короткочасної пам’яті встановлені при дослідженні зорової пам’яті на слова, найменші – зорової пам’яті на числа (у порівнянні із слабкою та високою короткозорістю). В групі осіб із набутою короткозорістю високого ступеня виявлено максимальні зміни вмісту провідних ІКК у бік зменшення, що поєднувалось із максимальним числом моноцитів; зменшення числа всіх субпопуляцій Т- лімфоцитів; максимально високий вміст В-лімфоцитів та концентрацій Ig досліджуваних класів. Нейродинамічними особливостями високих значень короткозорості слід вважати найдовший час простих та складних СМР, найнижчий рівень ФРНП. В даній дослідній групі виявлено найменшу точність, концентрацію та переключення уваги, а також найменший обсяг пам’яті на слова та найбільший – пам’яті на числа (у порівнянні із слабкою та середньою короткозорістю). У роботі вперше наведено аналіз кореляційних відносин імунних та психофізіологічних показників на тлі набутої короткозорості слабкого, середнього та високого ступеня. Показано наявність тісних взаємозв’язків між компонентами цих системам, що розширює уявлення про механізми нейроімунної регуляції функцій організму. Таким чином, результати дисертаційного дослідження вказують на спільні функціональні зміни системного імунітету та діяльності вищих відділів ЦНС, що формуються в умовах короткозорості набутої форми і, в той же час, вказують на специфічні відмінності даних систем за умов короткозорості різного (слабкого, середнього та високого) ступеня, що становить наукове значення і є базою для практичного використання.
The dissertation is devoted to a comprehensive study of system immunity and functional state of the higher departments of the central nervous system on a background of acquired myopia of varying degrees. The thesis analyzes and summarized the state of non-specific anti-infectious protection, cellular and humoral systemic immunity, psychophysiological functions in persons with acquired myopia of low, moderate and high degree. The peculiarities of the functional state of immune and nervous system in the conditions of myopia’s degree are revealed; the correlation between this regulatory systems in the conditions of acquired myopia are presented. The problem of reduced vision today is one of the important areas of research of modern biological science. Despite the overall poor health of the population of Ukraine, the role of research, revealing the peculiarities of functioning of the human body in the presence of various dysregulatory or premorbid conditions. Myopia acquired forms is one of the leading causes of poor vision that can significantly reduce quality of life. Its prevalence becomes threatening "epidemiological" scale in the world, especially among young individuals of working age. It is believed that acquired myopia develops as an adaptive response of the visual sensory systems to prolonged work at close to the eyes distance under the influence of information and emotional stress, whose role is constantly increasing due to intensive informatization of the «digital» society. The highest percentage of the population with a myopic refraction are revealed in the East Asian countries (80-96 %) in the USA, Europe – up to 50 %. In Ukraine, the prevalence of myopia varies from 10 to 30 % of the population, and the results of children's examinations testify to its annual growth. As a rule, acquired myopia, formed at school age stabiliziruemost up to 20-30 years without advanced pathological complications, but its high values account for the risk of developing complications, which could lead to loss of visual function. At the same time, acquired myopia is not only a visual impairment, but also a certain functional state of all organism, the development of which is due to retino-athcarne-hypothalamic and retino-pituitaric relations neural structures of the eyes with the neocortex and subject to the mechanisms of neuroimmune interaction in the body. The purpose of this work was the study the peculiarities of immune system and the functional state of higher parts of central nervous system in persons with acquired myopia low, medium, high degree. To implement the goal, the following methods of reaserche have been applied: catching data from the forms of primary medical records, universally accepted immunological and clinical methods of investigation of the blood system, investigation of the properties of main nervous processes (the latent period of simple and complex sensorimotor reactions, functional mobility of nervous processes) and psychophysiological functions (attention, short-term memory); parametric and nonparametric methods of statistical processing of the obtained results. The study included 150 participants volunteers aged 18 to 35 years and was carried out at the Department of animal and human biology in the Sumy state pedagogical university named after A. S. Makarenko for 2016-2019 years. The control group was formed of healthy people without chronic or acute diseases with normal visual acuity. The experimental group consisted of 30 people with low (up to -3 diopters), 30 people moderate (-3 to -6 diopters), 30 people with a high degree (-6 diopters) acquired myopia. According to the results of the study of immune status, the overall trend of changes in indicators of cellular factors of nonspecific resistance, cellular and humoral systemic immunity under the conditions of acquired myopia of low, medium and high degree was first discovered. The decrease content of the main immunocompetent cells (leukocytes, lymphocytes, neutrophils), natural killer (I-II immune disorders degrees), T-lymphocytes (II immune disorders degree); the increase in the number of monocytes (II-III immune disorders degrees), T- suppressor/cytotoxic (I-II immune disorders degrees), B-lymphocytes (II immune disorders degree) and concentration of immunoglobulin classes M (III immune disorders degree) and A (II immune disorders degree), compared to people with normal vision (control group) were revealed. These changes had the highest expression with a high degree of myopia, which indicates the tendency to deepening disregulating immune disorders in the development of acquired myopia. The immunological status of persons with myopia have been further developed, and the dysfunction of systemic immunity under different myopia’s conditions have been described in greater detail. The evaluation of parameters of nonspecific anti-infectious protection in groups with acquired myopia showed the growth of number of neutrophils (due to the increase in the number of segmented forms), monocytes and the relative content of natural killers (while reducing their absolute numbers) from low to high values of myopia. Thus, with a low degree of myopia these data were the lowest values, with a high degree – the highest. With increasing degree of myopia is an increase in phagocytosis (FC and FI), although they remained at the level lower than in the control group. A study of the cellular link of systemic immunity found that, together with the increase in myopia’s degree on the general T-lymphocyte deficiency, the content of T-helpers/inducers and cytotoxic T-suppressor are decreasing; at the same time, compared with the control data, the content of T-helpers/inductor was less than, and cytotoxic T-suppressors, on the contrary, more. The functional load of a humoral link of systemic immunity increased as a result of increased number of B-lymphocytes and immunoglobulin-productive ability from a low to a high degree, which was accompanied by an increase in disimmunoglobulinemia that is grounds to put on the formation of deep immune disorders. The conducted psychophysiological study has allowed us to first characterize specific features in the functioning of higher CNS departments under the conditions of myopia. The study of neurodynamic indices showed a rise time of latent period of simple sensorimotor reaction in all groups of persons with acquired myopia, reducing the time of latent period of reaction of a choice 2-3 signals and increase the level of FRNP in low and moderate myopia, compared with the control group, indicating worsening with increasing degree of myopia. General for all myopes characteristics of the attention process, which is different from those of practically healthy people, it should be noted the quality work and focus, high level mental performance. The quantity and speed of attention in low and high degrees of myopia was large, and the moderate degree – less; the ability to switch attention is higher in low and moderate myopia. However, in general, it should be noted a decrease in visual information, quality of work and speed of work with an increase in the values of myopia. Indicators of short-term memory in terms of myopia has varied stochasticity: in all groups myopic individuals the highest numeric results were obtained on types of "visual" and "auditory" short-term memory for words and "memory for words", which indicates ease of reading and memorizing of the signals addressed to the second signaling system. The numerical material was reproduced worse than participants with low and moderate myopia, and high myopia, on the contrary, we identified a trend towards improvement in the playback of this type of test-signals. The level of semantic memory the data of myopic persons was higher than the control, but significant differences between them were absent. The generalization and systematization of the studied indicators allowed for the first time to identify the specific features of the functional state of immune and nervous systems on the background of the myopia of a certain degree. In general, people with acquired myopia low degree in the peripheral blood against the background of a general decline in the number of ICC observed lowest levels of neutrophils (by reducing the number of segmented neutrophils) and accordingly, the lowest phagocytic activity; the greatest reduction of T- lymphocytes with the greatest number of cells, T-suppressor/cytotoxic; reduction in the number of B-lymphocytes and a low concentration of IgG. Neurodynamics characteristics was high and the level of FRNP – average. In this group of persons, the best quantitative, high-quality and high-speed indicators of attention and average levels of short-term memory, a decrease in the volume of auditory memory for words were identified (in comparison with moderate and high myopia). In individuals with acquired myopia moderate degree indices of nonspecific and T-cell immunity was at its maximum; in the humoral link of system of immunity the highest concentration of IgA. In this group the highest possible level of FRNP with medium levels of sensorimotor reactions were identified. The attention was characterized by the low quantitative and high-speed performance on the background of average precision. The high volume of short-term memory established in the study of visual memory for words, and a minimum of visual memory for numbers (compared to the low and high myopia). In the group of persons with acquired myopia of a high degree revealed maximum changes in the content of ICC leading to decrease that combined with a maximum number of monocytes; decrease in the number of all T-lymphocytes subpopulations; the highest content of B-lymphocytes and the concentration of the investigated Ig classes. Neurodynamic features of high myopia should be considered with a long time of simple and complex sensorimotor reactions, the lowest level of FRNP. In this group revealed the lowest precision, concentration and switching of attention and the least amount of memory for words and the largest memory on the numbers (compared with low and moderate myopia). The work first shows an analysis of the correlation relationship of the immune and psychophysiological indices on the background of acquired myopia low, moderate and high degree. The existence of close interrelations between these systems, which expands the understanding of the mechanisms neuroimmune regulation of body functions, was showed. Thus, the results of the thesis research indicate that the overall functional changes in systemic immunity and activity of the higher divisions of the CNS, formed under the conditions of myopia acquired forms and, at the same time, indicate the specific differences of these systems in terms of myopia different (weak, medium, and high), which is a scientific novelty and is a base for practical use.
Опис
Ключові слова
набута короткозорість, адаптація, імунний статус, вторинний імунодефіцит, дисімуноглобулінемія, сенсомоторні реакції, функціональна рухливість нервових процесів, увага, короткочасна пам'ять, acquired myopia, adaptation, immune status, secondary immunodeficiency, dysimmunoglobulinemia, sensorimotor reactions, functional mobility of nervous processes, attention, short-term memory
Бібліографічний опис
Колесник, Ю. І. Стан системного імунітету та психофізіологічних функцій в умовах набутої короткозорості різного ступеня [Текст] : дис. на здобуття наук. ступеня доктора філософії : [спец.] 091 "Біологія", 09 "Біологія" / Ю. І. Колесник; МОН України, Сумський держ. пед. ун-т ім. А. С. Макаренка ; наук. керівник В. І. Шейко. – Суми : СумДПУ ім. А. С. Макаренка, 2023. – 207 с.