Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman64018010.47470/0016-9900-2019-98-3-250-255ENVIRONMENTAL HYGIENEГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫImpact of hyperbaric stress on lipid composition of blood plasma and physiological-biochemical characteristics of erythrocytes in divers: prevention of violations by vegetable polyphenolsВлияние гипербарического стресса на липидный состав плазмы крови и физиолого-биохимические характеристики эритроцитов у водолазов: профилактика нарушений растительными полифеноламиhttps://orcid.org/0000-0002-6476-0039KushnerovaNatalia F.КушнероваНаталья Фёдоровна
Russian Federation

MD, Ph.D., DSci., professor, Head of the Biochemical laboratory of the V.I. Ilichev Pacific Oceanological Institute, Vladivostok, 690041, Russian Federation.

e-mail: natasha50@mail.ru

Доктор биол. наук, проф., зав. лаб. биохимии Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичёва ДВО РАН, 690041, Владивосток.

e-mail: natasha50@mail.ru

natasha50@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2067-8014RakhmaninYu. A.РахманинЮ. А.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-3873-0343MomotT. V.МомотТ. В.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-0261-0190FomenkoS. E.ФоменкоС. Е.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0001-7400-909XSpryginV. G.СпрыгинВ. Г.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-4187-230XLesnikovaL. N.ЛесниковаЛ. Н.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-7472-5958DrugovaE. S.ДруговаЕ. С.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-9536-3247MerzliakovV. Yu.МерзляковВ. Ю.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-9849-8358FedyaninaL. N.ФедянинаЛ. Н.
Russian Federation
V.I. Ilichev Pacific Oceanological InstituteФГБУН «Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева» ДВО РАНCenter of Strategic Planning, Russian Ministry of HealthФедеральное государственное бюджетное учреждение «Центр стратегического планирования и управления медикобиологическими рисками здоровью» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииFar Eastern Federal University, School of biomedicineФГАОУ ВПО «Дальневосточный федеральный университет», Школа биомедицины1403201998325025529102024Copyright ©; 2024, Kushnerova N.F., Rakhmanin Y.A., Momot T.V., Fomenko S.E., Sprygin V.G., Lesnikova L.N., Drugova E.S., Merzliakov V.Y., Fedyanina L.N.Copyright ©; 2024, Кушнерова Н.Ф., Рахманин Ю.А., Момот Т.В., Фоменко С.Е., Спрыгин В.Г., Лесникова Л.Н., Другова Е.С., Мерзляков В.Ю., Федянина Л.Н.2024Kushnerova N.F., Rakhmanin Y.A., Momot T.V., Fomenko S.E., Sprygin V.G., Lesnikova L.N., Drugova E.S., Merzliakov V.Y., Fedyanina L.N.Кушнерова Н.Ф., Рахманин Ю.А., Момот Т.В., Фоменко С.Е., Спрыгин В.Г., Лесникова Л.Н., Другова Е.С., Мерзляков В.Ю., Федянина Л.Н.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/640180

There was studied lipid composition of blood plasma and erythrocyte membranes, physiological characteristics of erythrocytes in divers, exposed to extreme factors of the hyperbaric environment in the process of the occupational activity. There was observed a group of 10 male divers from 25 to 30 years of age, whose work is associated with the systematic implementation of submarine dives at medium and large depths (20-60 m) using compressed air for breathing. The influence of hyperbaric stress was shown to be accompanied by the change in a ratio of fatty acids in the total lipids of blood plasma and erythrocyte membranes. In total lipids of blood plasma and erythrocyte membranes the number of all kinds of saturated fatty acids (myristic acid, palmitic acid, stearic acid), the monounsaturated fatty acids (palmitoleic acid) was increased and an amount of polyunsaturated fatty acids of n-6 family (arachidonic acid) and n-3 (eicosapentaenoic acid) was reduced, which caused a change in physicochemical properties of erythrocytes, permeability, and lability. The increase in the amount of cholesterol in the erythrocyte membranes correlates with its elevation in blood plasma. There was an increase in the volume of erythrocytes by 5% and diameter by 13%, due to the inclusion of cholesterol in the membrane. It was recorded a shift in the threshold of hemolysis start at 0.50 ± 0.02% NaCl and its completion at 0.40 ± 0.01% NaCI. Preventive administration of the Kalifen food supplement for two months before the dive would help to remove metabolic disorders caused by the hyperbaric factors.

Введение. Проведено исследование липидного состава плазмы крови и мембран эритроцитов, физиологических характеристик эритроцитов у водолазов, испытывающих в процессе профессиональной деятельности воздействие экстремальных факторов гипербарической среды. 

Материал и методы. Обследована группа из 10 мужчин-водолазов от 25 до 30 лет, работа которых связана с систематическим выполнением подводных погружений на средних и больших глубинах (20–60 м) с использованием для дыхания сжатого воздуха. 

Результаты. Показано, что влияние гипербарического стресса сопровождалось изменением соотношения жирных кислот в общих липидах плазмы крови и мембран эритроцитов. В плазме крови и мембранах эритроцитов отмечалось увеличение количества всех видов насыщенных жирных кислот (миристиновой, пальмитиновой, стеариновой), моноеновых жирных кислот (пальмитолеиновой) и снижение количества полиненасыщенных жирных кислот семейства n-6 (арахидоновой) и n-3 (эйкозапентаеновой), что обусловливает изменение физико-химических свойств эритроцитов, проницаемости и лабильности. Увеличение количества холестерина в мембране эритроцитов коррелирует с его ростом в плазме крови. Отмечалось увеличение объема эритроцитов на 5% и диаметра на 13%, что связано как с включением холестерина в мембрану, так и с повышением её проницаемости. Регистрировался сдвиг порога начала гемолиза при 0,50 ± 0,02% NaCI и его завершения при 0,40 ± 0,01% NaCI. Приём в течение двух месяцев БАД «Калифен®» позволил снять метаболические нарушения, вызванные гипербарическими факторами.

diversblood plasmaerythrocytesdiametervolumeosmotic resistancecholesterolfatty acidspolyphenolicsubstanceskalifenводолазыплазма кровиэритроцитыдиаметробъёмосмотическия резистентностьхолестеринжирные кислотыполифенольные соединениякалифенThorsen E., Haave H., Hofso D., Ulvic R.J. Exposure to hyperoxia in diving and hyperbaric medicine-effect on blood cell counts and serum ferritin. Undersea Hyper. Med. 2001; 28 (2): 57-64.Thorsen E., Haave H., Hofso D., Ulvic R.J. Exposure to hyperoxia in diving and hyperbaric medicine-effect on blood cell counts and serum ferritin. Undersea Hyper. Med. 2001; 28 (2): 57-64Alcaraz-Garcia M.J, Albaladejo M.D., Acevedo C. et al. Effects of hyperoxia on biomarkers of oxidative stress in closed-circuit oxygen military divers.Journal of Physiology and Biochemistry. 2008; 64(2): 135-41.Alcaraz-Garcia M.J, Albaladejo M.D., Acevedo C. et al. Effects of hyperoxia on biomarkers of oxidative stress in closed-circuit oxygen military divers.Journal of Physiology and Biochemistry. 2008; 64(2): 135-41Myznikov I.L., Polishuk Yu.S. Sostoyanie zdorov’ya, zabolevaemost’ i travmatizm u vodolazov, prohodyashih sluzhbu v Kol’skom zapolyar’e. Gigiena i sanitariya. 2014 (4): 61-6.Мызников И.Л., Полищук Ю.С. Состояние здоровья, заболеваемость и травматизм у водолазов, проходящих службу в Кольском заполярье. Гигиена и санитария. 2014 (4): 61-6.Hairullina R.R. Ocenka sostoyaniya serdechno-sosudistoi sistemy u operatorov podvodnyh tehnicheskih sistem. Fiziologiya ekstremal’noi deyatel’nosti. 2016; 40 (30): 53-7.Хайруллина Р.Р. Оценка состояния сердечно-сосудистой системы у операторов подводных технических систем. Физиология экстремальной деятельности. 2016; 40 (30): 53-7.Buravkova L.B. Popova Yu.A. Vliyanie giperbaricheskoi sredy razlichnogo gazovogo sostava na metabolicheskie pokazateli krovi cheloveka. Fiziologiya cheloveka. 2007; 33 (5): 102-8.Буравкова Л.Б. Попова Ю.А. Влияние гипербарической среды различного газового состава на метаболические показатели крови человека. Физиология человека. 2007; 33 (5): 102-8.Ilfan M., Djajalaksana S., Al Rasyid H. Effects of diving toward lung function, levelss of malondialdehyde (MDA) and leukotrien-B-4(LTB4) in serum of indonesian navy divers. Research Journal of Pharmaceutical Biological and Chemical Sciences. 2017; 8 (4): 535-42.Kozakiewicz M., Kedziora-Kornatowska K., Kaczerska D. et al. Influence of exposure in hyperbaric chambers on selected parameters of oxidative stress in professional divers. Undersea and Hyperbaric Medicine. 2018; 45 (1): 49-54.Naidina V.P., Pepelyaev Yu.V., Buravkova L.B. Izmenenie sostava vysshih zhirnyh kislot syvorotki krovi i membran eritrocitov pri dlitel’nom prebyvanii cheloveka v usloviyah giperbaricheskoi gazovoi sredy. Fiziologiya cheloveka. 2009; 35 (4): 57-63.Найдина В.П., Пепеляев Ю.В., Буравкова Л.Б. Изменение состава высших жирных кислот сыворотки крови и мембран эритроцитов при длительном пребывании человека в условиях гипербарической газовой среды. Физиология человека. 2009; 35 (4): 57-63Mila-Kierzenkowska CWozniak. A., Szpinda M. et al. Oxidative stress in blood of healthy people after diving. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 2015; 55 (4): 352-60.Sureda A., Ferrer M.D., Batle J.M. et al. Scuba diving increases erythrocyte and plasma antioxidant defenses and spares NO without oxidative damage. Med. Sci. Sports Exerc. 2009; 41 (6): 1271.Fomenko S.E., Kushnerova N.F., Momot T.V. Izmenenie lipidnogo sostava membran eritrocitov u vodolazov, rabotayushih na malyh i srednih glubinah. Medicina truda i promyshlennaya ekologiya. 2017; (3): 41-6.Фоменко С.Е., Кушнерова Н.Ф., Момот Т.В. Изменение липидного состава мембран эритроцитов у водолазов, работающих на малых и средних глубинах. Медицина труда и промышленная экология. 2017; (3): 41-6.Bennett P.B., Elliott D.G. Medicinskie problemy podvodnyh pogruzhenii. Per. s angl. M.: Mir; 1988.Беннетт П.Б., Эллиотт Д.Г. Медицинские проблемы подводных погружений. Пер. с англ. М.: Мир; 1988.Momot T.V., Kushnerova N.F., Rahmanin Yu.A. Modifikaciya zhirnokislotnogo sostava membran eritrocitov pri intoksikacii acetonom. Gigiena i sanitariya. 2016; (8): 782-5.Момот Т.В., Кушнерова Н.Ф., Рахманин Ю.А. Модификация жирнокислотного состава мембран эритроцитов при интоксикации ацетоном. Гигиена и санитария. 2016; (8): 782-5.Momot T.V., Kushnerova N.F., Rahmanin Yu.A. Profilaktika narusheniya biohimicheskih pokazatelei v krovi krys pri eksperimental’nom stresse. Gigiena i sanitariya. 2016; (7): 678-81.Момот Т.В., Кушнерова Н.Ф., Рахманин Ю.А. Профилактика нарушения биохимических показателей в крови крыс при экспериментальном стрессе. Гигиена и санитария. 2016; (7): 678-81.Momot T.V., Kushnerova N.F. Osi socvetii limonnika kitaiskogo v profilaktike stressovyh narushenii antioksidantnoi zashity i lipidnogo obmena u krys. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra RAN. 2015; 17(5): 164-8.Момот Т.В., Кушнерова Н.Ф. Оси соцветий лимонника китайского в профилактике стрессовых нарушений антиоксидантной защиты и липидного обмена у крыс. Известия Самарского научного центра РАН. 2015; 17(5): 164-8.Vengerovskii A.I., Markova I.V., Saratikov A.S. Doklinicheskoe izuchenie gepatozashitnyh sredstv. Vedomosti farm. komiteta. 1999; (2): 9-12.Венгеровский А.И., Маркова И.В., Саратиков А.С. Доклиническое изучение гепатозащитных средств. Ведомости фарм. комитета. 1999 (2): 9-12.Endryu B.L. Eksperimental’naya fiziologiya. M.: Mir; 1972.Эндрю Б.Л. Экспериментальная физиология. М.: Мир; 1972.Folch J., Less M., Sloane-Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J. Biol. Chem. 1957; 226 (1): 497-509.Folch J., Less M., Sloane-Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J. Biol. Chem. 1957; 226 (1): 497-509Berchfild G., Storrs E. Gazovaya hromatografiya v biohimii. Per. s angl. M.: Mir; 1964.Берчфилд Г., Сторрс Э. Газовая хроматография в биохимии. Пер. с англ. М.: Мир; 1964Amenta J.S. A rapid chemical method for quantification of lipids separated by thin-layer chromatography. J. Lipid Res. 1964; 5 (2): 270-2.Vaskovsky V.E., Kostetsky E.Y., Vasendin I.M. An universal reagent for phospholipid analysis. J. Chromatogr. 1975; 114 (1): 129-41.Kolb V.G., Kamyshnikov V.S. Spravochnik po klinicheskoi himii. Minsk: Belarus’, 1982.Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической химии. Минск: Беларусь, 1982.Endakova E.A., Novgorodceva T.P., Svetashev V.I. Modifikaciya sostava zhirnyh kislot krovi pri serdechno-sosudistyh zabolevaniyah. Vladivostok: Dal’nauka. 2002.Эндакова Э.А., Новгородцева Т.П., Светашев В.И. Модификация состава жирных кислот крови при сердечно-сосудистых заболеваниях. Владивосток: Дальнаука. 2002.Fomenko S.E., Kushnerova N.F., Sprygin V.G., Momot T.V. Narushenie obmennyh processov v pecheni krys pod deistviem stressa. Tihookeanskii medicinskii zhurnal. 2013; (2): 67-70.Фоменко С.Е., Кушнерова Н.Ф., Спрыгин В.Г., Момот Т.В. Нарушение обменных процессов в печени крыс под действием стресса. Тихоокеанский медицинский журнал. 2013; (2): 67-70.Titov V.N. Vnutrikletochnyi deficit polienovyh zhirnyh kislot v patogeneze ateroskleroza. Kardiologiya. 1998; (1): 43-9.Титов В.Н. Внутриклеточный дефицит полиеновых жирных кислот в патогенезе атеросклероза. Кардиология. 1998; (1): 43-9.Fraser J.A., Huang C.L. A quantitative analysis of cell volume and resting potential determination and regulation in excitable cells. J. Physiology. 2004; 26 (2): 459-78.Fraser J.A., Huang C.L. A quantitative analysis of cell volume and resting potential determination and regulation in excitable cells. J. Physiology. 2004; 26 (2): 459-78Zherebker E.M. Vliyanie preryvistoi normobaricheskoi gipoksiterapii na endoekologicheskie osobennosti holesterinovogo gomeostaza u bol’nyh ishemicheskoi bolezn’yu serdca. Klinicheskaya gerontologiya. 2008; (3): 74-7.Жеребкер Е.М. Влияние прерывистой нормобарической гипокситерапии на эндоэкологические особенности холестеринового гомеостаза у больных ишемической болезнью сердца. Клиническая геронтология. 2008; (3): 74-7.Afanas’eva Yu.G., Fahretdinova E.R., Spirihin L.V., Nasibullin R.S. O mehanizme vzaimodeistviya nekotoryh flavonoidov s fosfatidilholinom kletochnyh membran. Himiko-farmacevticheski izhurnal. 2007; 41(7): 12-4.Афанасьева Ю.Г., Фахретдинова Е.Р., Спирихин Л.В., Насибуллин Р.С. О механизме взаимодействия некоторых флавоноидов с фосфатидилхолином клеточных мембран. Химико-фармацевтический журнал. 2007; 41 (7): 12-4.Yang, T.T., Koo M.W. Chinse green tea lowers cholesterol level through an increase in fecal excretion. 2000; 66(5): 411-23.Kropacova K.,Misurova E., Hakova H. Protective and therapeutic effect of silymarin on the development of latent liver damage. Radiats. Biol. Radioecol. 1998; 38(3): 411-5.Gaskina T.K., Kurilovich S.A., Gorchakov V.N. Izmenenie skorosti lecitinholesterolaciltransferaznoi reakcii i lipidnyh pokazatelei syvorotki krovi pod vliyaniem katergena v usloviyah ostrogo eksperimental’nogo pererozhdeniya pecheni. Voprosy medicinskoi himii. 1989; 35(4): 24-8.Гаскина Т.К., Курилович С.А., Горчаков В.Н. Изменение скорости лецитинхолестеролацилтрансферазной реакции и липидных показателей сыворотки крови под влиянием катергена в условиях острого экспериментального перерождения печени. Вопросы медицинской химии. 1989; 35 (4): 24-8