Исследования влияния эмоционального состояния человека на цитогенетическую стабильность имеют важное теоретическое и прикладное значение, так как человек постоянно подвержен воздействию психологических стрессов, как неотъемлемой части своего существования. Так, Соболем с соавт. (2008) была проанализирована частота клеток с микроядрами в буккальном эпителии и тревожность участников всеукраинских школьных олимпиад по биологии, и проведен корреляционный анализ между индивидуальными значениями частот клеток с микроядрами в слизистой ротовой полости и уровнями реактивной и личностной тревожности. Достоверная позитивная корреляция между частотой микроядер и тревожностью имела место в группе с высоким уровнем реактивной тревожности (rs = 0,62, Р<0,01). Нами был проведен анализ влияния психоэмоционального состояния (агрессивности и сопутствующих ей психологических характеристик) на кариологический статус спортсменов ((Калаев, 2009, 2012а, 2012б; Влияние психоэмоционального состояния… , 2012; Стабильность генетического материала… , 2012, Частота аберрантных клеток… , 2012). В качестве испытуемых были выбраны спортсмены, занимающиеся спортивными единоборствами, так как агрессия является важным качеством для достижения успеха в спорте. Лишь в этом виде деятельности проявление агрессии не только не осуждается обществом, а даже поощряется им. Соревнование рассматривается как отрегулированное правилами агрессивное действие (Сафонов, 2003). Спортсмен во время состязаний испытывает сильнейшее эмоциональное напряжение. Психологическое и физиологическое состояние организма, как известно, неразрывно связаны, оказывают непосредственное влияние друг на друга и через систему обратной связи могут оказывать влияние на генетическую систему организма. Исследования проводились на базе Воронежской региональной общественной организации федерации армейского рукопашного боя на группе из 17 спортсменов в возрасте 11 – 13 лет. Выбор в качестве испытуемых спортсменов, занимающиеся армейским рукопашным боем, обусловлен тем, что борьба по ранговой оценке агрессивности (Сафонов, 2003) относится к видам спорта, где поощряется непосредственная физическая агрессивность, а армейский рукопашный бой является одним из самых эффективных и жёстких видов спортивных единоборств.

Нами была исследована динамика изменения частоты встречаемости аномалий морфологии ядра в зависимости от дня взятия пробы. Показано влияние дня соревновательного периода на число ядерных аберраций.

Сила влияния ( %) фактора «день взятия пробы», вычесленная по по Снедекору, на частоту встречаемости клеток с нарушениями

Обозначения:
а – влияние фактора достоверно (Р<0,05);
б – влияние фактора достоверно (Р<0,01);
в – влияние фактора достоверно (Р<0,001).

Наибольший выход эпителиоцитов с аномалиями ядра (микроядрами, протрузиями типа "язык и разбитое яйцо", насечками, перинуклеарными вакуолями) отмечается на 3-6 день после соревнования. Это свидетельствует о сходных причинах образования аберрантных клеток, связанных со стрессом, который испытывают спортсмены во время соревнования, и влиянием психоэмоционального состояния спортсмена на стабильность генома.

Частота встречаемости клеток с перинуклеарными вакуолями, насечками, микроядрами, протрузиями типа "язык", "разбитое яйцо" и суммой всех типов ядерных аберраций в буккальном эпителии спортсменов в течение соревновательного периода (среднее по результатам четырех соревнований).

Обозначения: а – различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями на 3 день после соревнования достоверно (Р<0,001); б – различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями на 3 день после соревнования достоверно (Р<0,01); в – различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями на 6 день после соревнования достоверно (Р<0,001); г – различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями на 6 день после соревнования достоверно (Р<0,01); д – различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями в день соревнования достоверно (Р<0,01); е – различие с частотой встречаемости клеток с нарушениями в день соревнования достоверно (Р<0,05).

Для более полной и точной оценки влияния психоэмоционального состояния спортсменов на их генетический аппарат мы проанализировали связи между психологическими показателями борцов и их кариологичческим статусом. Такие связи были найдены, причем наиболее ярко они выражались на 3 – 6 день после соревнования.

Изменение частоты встречаемости клеток с микроядрами в буккальном эпителии спортсменов в группах с низким и средним уровнем агрессивности (измеренной по шкале Басса-Дарки) в течение соревновательного периода

Обозначения: * – различия с группой спортсменов с более высокими психологическими показателями по данному признаку достоверно (Р<0,05).

Лица с более высокими показателями агрессивности измеренной с помощью опросника Басса-Дарки, гетероагрессии, тревожности, агрессии как черты характера, физической и вербальной агрессивности имели больше клеток с микроядрами, чем индивидуумы с низкими значениями данных характеристик. Спортсмены со средним уровнем контроля агрессии и ригидности, напротив имели меньше микроядер, чем борцы с низким контролем агрессии и ригидностью.

Перинуклеарных вакуолей после соревнования больше у людей с повышенными показателями агрессивности, измеренной с помощью опросника Айзенка, гетероагрессии, ригидности, агрессии как черты характера. У лиц с повышенными показателями враждебности уровень данных нарушений был ниже.

Борцы с повышенным уровнем позитивной агрессивности, агрессии как черты темперамента, агрессивности, измеренной с помощью опросника Басса-Дарки, чувства вины обладали меньшим числом клеток с протрузиями типа «разбитое яйцо» после соревнования

Спортсмены с повышенной позитивной и негативной агрессивностью, фрустрацией, агрессией как чертой характера, гетероагрессией, агрессивно-стью, измеренной с помощью опросника Айзенка, чувством вины имели меньше протрузий типа «язык», чем единоборцы с низкими значениями этих психологических характеристик. У лиц с более высоким контролем агрессии в свою очередь обнаруживалось противоположное влияние.

Уровень насечек был высоким у борцов с повышенной враждебностью, контролем агрессии и ригидностью. У спортсменов с повышенной агрессивностью, аутоагрессией, напротив, отмечалось меньшее число эпителиоцитов с насечками.

В связи с вышеизложенным можно сделать вывод о том, что кариологический гомеостаз связан с агрессивностью и сопутствующими ей психологическими характеристиками неразрывно. У лиц с повышенной агрессивностью в любых её проявлениях число буккальных эпителиоцитов с микроядрами и перинуклеарными вакуолями будет выше, а число клеток с протрузиями и насечками в буккальном эпителии спортсменов будет ниже после прохождения поединка (Калаев, 2014; Нечаева, 2016)..

Влияние психологических показателей на уровень клеток с
а) микроядрами,
б) протрузиями типа «язык»
и в) «разбитое яйцо»,
г) насечками,
д) перинуклеарными вакуолями в буккальном эпителии.

Отмечено возрастание уровня показателей реактивной тревожности у борцов в день соревнования (35,47±1,33) по сравнению с показателями за 5 (33,73±1,22) и 2 (33,57±1,21) дня до соревнования и спустя 3 (32,53±0,98) и 6 (31,87±1,17) дней после соревнования (различия достоверны (Р<0,05))

Изменение показателей реактивной тревожности и частоты встречаемости клеток с аномалиями ядра у спортсменов в течение соревновательного периода

Многие знают афоризм, который приписывают врачу Наполеона: «Раны победителей зарастают быстрее». На самом деле это наблюдение ставило в тупик еще лекарей в армии Александра Македонского за две тысячи лет до Бонапарта. Действительно, непонятно, почему одна и та же рана быстро затягивается на плече солдата победившей армии, и неделями не заживает у воина, чья армия была разбита.

Спорт является деятельностью, в которой поражения так же неизбежны, как и победы. Проигрыш в отдельных случаях оставляет глубокие психологические травмы и «следы». Спортсмен может переживать поражение как серьезную личную драму или даже совсем оставить спорт, если не умеет правильно пережить неуспех. Вопрос этот очень актуален для юных спортсменов, морально и эмоционально незрелых и особо ранимых в этом отношении.

Частота встречаемости клеток с микроядрами в буккальном эпителии спортсменов с разным уровнем психологических показателей в зависимости от исхода соревнования спустя 3 дня после поединка

В связи с вышеизложенным, можно предположить, что увеличение клеток аномалиями морфологии ядра может быть следствием нарушения механизмов контроля митоза и нарушения репарационных механизмов клетки, обусловленных стрессовым состоянием в результате проигрыша спортсмена.

Таким образом, занимаемое место на спортивных соревнованиях оказывает влияние на генетический аппарат борцов. Проигравшие спортсмены имеют больше ядерных аберраций, чем спортсмены, одержавшие победу на соревнованиях. Причем, как правило, у спортсменов с более высокими психологическими показателями (негативной и позитивной агрессивности, конфликтности, агрессии как черты характера, агрессивности, измеренной по шкале Баса-Дарки и Айзенка, фрустрации, контроля агрессии, аутоагрессии) разница между числом нарушений в зависимости от исхода соревнования выражена более ярко.

В связи с полученными результатами возникает вопрос: «Каким образом психологическое состояние человека может повлиять на его генетический аппарат, и каков механизм этого влияния?»

Ранее было установлено, что основными веществами, отвечающими за агрессивное поведение человека, являются гормон тестостерон и медиатор серотонин. Тестостерон активизирует подкорковые области мозга, отвечающие за агрессивное поведение, а именно миндалину, которая играет ключевую роль в нейроэндокринной системе, контролируя восприятие и обработку эмоций. Серотонин же оказывает антогонистическое действие на подкорковую эиоциональную активность (Menelaos L, 2012; Амстиславская, 2008). Таким образом, серотонин тормозит агрессивное поведение, а тестостерон стимулирует его. Причем высокий уровень тестостерона в большинстве случаев сочетается с выраженными проявлениями вербальной агрессии, предпочтением таких видов спорта, как бокс и борьба. Было показано, что уровень тестостерона увеличивается у спортсменов во время агрессивной фазы таких соревнований как дзюдо и хоккей (Menelaos L, 2012). Есть данные, что связь между гормонами и склонностью к агрессии может быть двухсторонней. Это означает, что участие в агрессивных действиях может вести к усилению секреции тестостерона, который, в свою очередь, может сделать более выраженным проявления агрессии (Бэрон, 1998).

В тоже время имеются сообщения о влиянии гормонов на протекание патологических процессов в клетке (Мутагенез при различных …, 1990; Берштейн, 2000). Так, тестостерон при введении крысам в дозах, не превышающих физиологические колебания, оказывал цитогенетический эффект у 4—4,5-месячных животных и не влиял на крыс в возрасте 3—3,5 мес.

Введение в культуры фибробластов и почки человека половых гормонов также индуцирует в них хромосомные аберрации (Мутагенез при различных …, 1990). Введение серотонина, напротив, способствовало уменьшению числа клеток с хромосомными нарушениями в тимусе мышей, подвергнутых облучению.

Опыты, поставленные на культуре фибробластов эмбриона человека, облученной в дозах 25, 50 и 100 Р, выявили, что серотонин модифицирует уровень цитогенетических нарушений. Эксперименты на макаках показали, что серотонин, введенный до облучения, модифицирует его цитогенетический эффект (Мутагенез при различных …, 1990).

Данные эффекты можно связать с канцерогенным действием стероидных гормонов. Было показано, что дигидротестостерон, образующийся при ферментативном окислении тестостерона, а также эстрогены, предшественником которых также является тестостерон, способны к взаимным превращениям и образованию значительного количества метаболитов. В тканях-мишенях эстрадиол превращается в катехолэстроген, то есть в 2- или 4-гидроксиэстрадиол, которые в присутствии липидных перекисей вовлекаются в процесс образования семихинонов и хинонов. Последние способны взаимодействовать с молекулами кислорода, образуя супероксидные радикалы, которые, в свою очередь, восстанавливаются в перекись водорода. Перикись водорода далее в присутствии ионов железа редуцируется в гидроксильные радикалы, которые инициируют цикл образования липоперекисей. ДНК повреждается в результате ковалентной модификации продуктами альдегидной обработки липоперекисей, гидроксильными радикалами или образования аддуктов при связывании с хинонами (Бернштейн, 2000; Anabolic androgenic steroids …, 2007), что способствует повышению уровня ядерных нарушений.

Уменьшение числа хромосомных нарушений под действием серотонина можно обьяснить его антиоксидантными свойствами, а именно способностью легко вступать в реакцию с окислительными радикалами, в частности, перехватывать пероксильные радикалы и ингибировать перекисное окисление липидов (Шур, 2013; Ширинский, 2006). Помимо этого, при изучении процессов биосинтеза андрогенов в ткани семенников установлено, что серотонин способен тормозить выработку тестостерона (Курский, 1974).

Таким образом, можно заключить, что психоэмоциональное состояние человека способно непосредственно влиять на его генетический аппарат через нейрогуморальную систему организма, что можно представить в виде гипотетической схемы, в которой показано, что агрессивность во всех её проявлениях, а также фрустрация и тревожность, способствующие её повышению, конфликтность, враждебность, ригидность, связанные с агрессивностью положительно, влияют на нейрогуморальную систему организма, представленную серотонинергической и системой регуляции половых гормонов, которые являются антогонистами.

Агрессивность и связанные с ней психологические характеристики способствуют повышению уровня тестостерона, но уменьшают уровень серотонина. Тестостерон, попадая в клетку, образует ряд метаболитов, которые образуют аддукты с ДНК, а также в результате взаимопревращения которых происходит повреждение ДНК под влиянием продуктов свободнорадикальных процессов. В тоже время уровень серотонина, способного тормозить выработку тестостерона и оказывать антиоксидантное воздействие, снижен, что в свою очередь способствует возникновению большего числа ядерных патологий. Число клеток с микроядрами и перинуклеарными вакуолями, возникновение которых связывают с апоптозом клетки и деструкцией ядра, возрастает, а число насечек и протрузий, связанных с пролиферативной активностью клетки, уменьшается, что можно объяснить снижением митотической активности клетки.

Контроль агрессии, являющийся психологической характеристикой, противоположной агрессивности, напротив, оказывает обратный эффект и способствует снижению уровня микроядер и перинуклеарных вакуолей, повышению уровня насечек и протрузий.

Наши результаты согласуются с данными Sharma et al. (2012), показывшего, что негативное воздействие на геном может оказывать профессиональное занятие спортом. Был выявлен повышенный уровень клеток с двумя ядрами, микроядрами, ядерными протрузиями, кариорексисом, кариолизисом, кариопикнозом и конденсацией ядра у хоккеистов и софтболистов по сравнению с неспортсменами. Различий между хоккеистами и софтболистами найдено не было. Также у спортсменов был выявлен низкий индекс репарации по сравнению с контрольной группой неспортсменов. В связи с этим авторами было сделано предположение, что изнуряющие спортивные тренировки могут наносить генетический ущерб в результате нарушения внутриклеточного окислительно-антиоксидантного равновесия и повреждения макромолекул, которое приводит к нестабильности генома. Поскольку эти показатели сигнализируют о возникновении предраковых состояний, авторы пишут о возрастании вероятности развития рака у профессиональных спортсменов (Калаев, 2017; Нечаева, 2016).

Гипотетическая модель связи ядерного аппарата клеток буккального эпителия с психическими характеристикам