Состояние адаптации военнослужащих в Арктике при оптимизации питания продуктом, содержащим пищевые и биологически активные вещества

ВВЕДЕНИЕ

Государственные интересы развития Арктической зоны России обусловливают постоянное военное присутствие в составе стратегических сил сдерживания^1,2. При смене привычных условий обитания в организме военнослужащих происходят значительные изменения функционального состояния и перестройка физиологических функций на новый адаптационный уровень [1].

Пребывание в условиях Крайнего Севера даже у коренных малочисленных народов приводит к напряжению адаптационных реакций организма, обеспечивающих поддержание гомеостаза [2][3]. Следует ожидать, что пребывание здоровых военнослужащих на этой территории при определенной длительности профессиональной деятельности также будет оказывать негативное влияние на состояние адаптации и уровень резистентности их организма [4].

При жизнедеятельности людей в условиях Севера возрастают энергетические и пластические (в том числе витаминов и минеральных веществ) потребности организма³. В связи с этим продовольственное обеспечение военнослужащих с учетом научно обоснованной системы адекватного питания, предусматривающей доведение до оптимального уровня в рационах незаменимых пищевых веществ, в том числе микронутриентов, играет важную роль в процессе акклиматизации контингента, сохранении и укреплении здоровья, предупреждении синдрома хронического адаптивного напряжения.

Данные анализа рационов питания в общевойсковом и морском пайках показали сниженное содержание витаминов А, С, В₁, В₂ и ниацина, а также недостаток кальция [5][6]. В исследовании Н.Н. Кириченко и соавт. обосновано регулярное (курсовое) введение в рацион военнослужащих в осенне-зимний период витаминов и минеральных веществ [7].

В некоторых исследованиях [8–11] предложен набор продуктов питания, обладающих лечебно-профилактическими свойствами, рецептуры которых разработаны на основе местного сырья: растительного (северных ягод) и белкового (животноводческого и рыболовецкого). Так, разработку продуктов питания, способных повысить адаптивные возможности организма, проводят на основе учета патогенеза ведущих регистрируемых заболеваний для приезжающего на Север населения [9]. При этом технические, технологические и ресурсные возможности производства продуктов из такого сырья и ягод ограничивают масштабное их использование [8–11]. Вследствие чего создание продуктов питания, позволяющих предупреждать возникновение заболеваний, связанных с особенностями профессиональной деятельности в условиях Севера, является актуальной проблемой.

Цель работы — оценка состояния адаптации военнослужащих в Арктике при включении в рацион питания натурального продукта, содержащего пищевые и биологически активные вещества.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследовании, проведенном в июне–июле 2022 г. в Арктике, приняли участие здоровые и практически здоровые военнослужащие-мужчины (n = 60; средний возраст 37,3 ± 3,1 года), проходящие службу по контракту (ВПСК). Медианная длительность профессиональной деятельности участников составила 7 [ 5; 9] лет.

Для оценки эффективности влияния продукта из растительно-белкового сырья (ПРБС) на состояние адаптации испытуемые были разделены на группы:

• группа 1 — основная, n= 30 (в течение 21 сут во время ужина принимали по 10,0 г ПРБС, внесенного во второе блюдо);
• группа 2 — сравнения, n= 30 (питание по стандартному рациону).

Критерии включения участников в исследование: здоровые и практически здоровые военнослужащие, добровольно изъявившие согласие на участие в исследовании, не принимавшие витаминно-минеральные комплексы или биологически активные добавки к пище, не выезжавшие в отпуск в другие регионы страны в течение последних 6 мес.

Для приготовления пищи использовали завезенные в период навигации продукты: овощи консервированные, овощи и фрукты, высушенные теплом, по норме № 1 с дополнительной выдачей продуктов в районах Крайнего Севера⁴. Водоснабжение осуществлялось за счет талого снега или льда, характеризующихся низкой минерализацией. Условия быта и труда участников были одинаковыми. До начала исследования в рацион не включали витаминные или специализированные продукты питания.

На основе результатов предыдущих исследований по оценке показателей гемограмм у военнослужащих [12][13], а также данных о недостаточной обеспеченности организма людей йодом в условиях Севера [14][15] разработана рецептура продукта из растительно-белкового сырья. В его состав включены: черноплодная рябина, семена льна, морковь, брокколи, морская капуста и скорлупа куриных яиц. Основным способом переработки составляющих была низкотемпературная сушка [16] (декларация соответствия УАЭС N RU Д-RU.PA03.B.69039/24).

Включение в состав пищевых ингредиентов в ПРБС макро- и микроэлементов, пищевых волокон проведено расчетным методом [17]. Оценивали наличие минорных биологически активных веществ в составе готового продукта без определения их количественных значений по данным [18–22].

В настоящее время не определен конкретный состав продуктового набора для арктического пайка. Питание ВПСК осуществляется по нормам, утвержденным в Постановлении № 946⁵, в нашем случае — норма № 1 (общевойсковой паек) с учетом дополнительных продуктов, выдаваемых в районах Крайнего Севера и в Арктической зоне (рыбные консервы, сливочное масло, печенье, сгущенное молоко, консервированный зеленый горошек, икра кабачковая, сушеные фрукты). Калорийность данного рациона (норма № 1) составляет 4466,7 ± 230,7 ккал, в том числе: белки — 165,5 ± 6,7 г, жиры — 158,6 ± 16,1 г и углеводы — 587,9 ± 29,4 г [6]. Как отмечено рядом авторов, в пайке № 1 содержание витамина А составляет 45,3%, витамина С — 75,0%, витамина В₁ — 70,0%, витамина В₂ — 45,0%, ниацина — 77,5%; при этом недостаток кальция достигает 31,4% от нормируемых МР 2.3.1.2432-05⁶. По этой причине авторами [5–7] предложено провести коррекцию принятого рациона питания по недостающим микронутриентам.

В нашей работе применен подход к оптимизации питания ВПСК, а именно: введение в рацион микронутриентов на основе определения клинических признаков их недостаточности [12][13] с учетом данных по оценке содержания йода у населения Севера [14][15]. Лица основной группы с ПРБС дополнительно получали макро- и микроэлементы, включая все витамины (особенно С, К и А), минеральные вещества (наибольшие дозы Ca, I, Fe, Se, Cr, Mn) и пищевые волокна (табл. 1).

Поддержание адаптационного потенциала организма, системы антиоксидантной защиты зависит и от присутствия минорных биологически активных веществ пищи [23], содержащихся в продуктах растительного происхождения. Кроме всех витаминов и значительного числа минеральных веществ, в состав ПРБС входят биологически активные вещества: холин, каротиноиды, фитостеролы, антоцианы, лютеин, зеаксантин, бета-криптоксантин, органические кислоты, пектиновые и дубильные вещества (из аронии). Полиненасыщенные и свободные жирные кислоты, моноацилглицериды, диацилглицериды, токоферолы, стеролы, фосфолипиды, воски, каратиноиды, полисахариды, фенолокислоты содержатся в составе семян льна, а полиацетилены, фалькариндол, пирролидин, бета-каротин, органические кислоты — моркови. Брокколи содержит альфа- и бета-каротин, лютеин, зеаксантин, ликопин, глюкорафин, фенольные соединения, а ламинария — бета-каротин, фукоксантин, фукоиданы, альгиновую кислоту.

Для оценки состояния адаптации организма анализировали лейкограммы у испытуемых до и после приема ПРБС в основной группе и группе сравнения до начала и на 22 день эксперимента. Забор проб крови осуществляли утром натощак в вакуумные пробирки (LabVac) на базе Таймырской межрайонной больницы. После чего в течение 3 ч пробы были доставлены в Центральную научно-исследовательскую лабораторию Красноярского государственного медицинского университета для выполнения общеклинического анализа крови с использованием автоматизированной гематологической системы Abbott (США).

Оценку состояния адаптации организма проводили в три этапа по методике Л.Х. Гаркави [24]. Вначале определяли тип неспецифических адаптационных реакций организма (ТАР), где в качестве критериально значимого показателя использовано значение относительного содержания лимфоцитов. Выделяли следующие типы реакций: «реакции тренировки» (РТ) — 20–27,5%; «спокойной активации» (РСА) — 28–34%; «повышенной активации» (РПА) — 34,5–44%; «переактивации» — более 40–44%.

Затем, используя значения долей моноцитов, эозинофилов, базофилов, палочкоядерных нейтрофилов и общего числа лейкоцитов, определяли уровни реактивности организма (УРО)⁷: высокий, средний, низкий и очень низкий.

На заключительном этапе оценивали состояние адаптации: физиологическая норма, донозология или болезнь. Для этого при каждом ТАР определяли количество лиц с различными уровнями реактивности организма. При ТАР «спокойная» и «повышенная активация» состояние адаптации оценивали как «физиологическая норма» (здоров) при высоком или среднем УРО, «донозология» — при низком уровне реактивности. При типе адаптационной реакции «тренировка» и высоком УРО состояние адаптации квалифицировали как нормальное, при среднем УРО – «донозология», низком УРО – «болезнь». При ТАР «переактивация» и «стресс» и высоком УРО состояние адаптации оценивали как проявление донозологии, при остальных — как болезнь⁸.

Статистическая обработка исходных данных проведена с использованием пакета прикладных программ IBM SPSS Statistica 6.1 (США). Нормальность распределения определяли по критерию Колмогорова – Смирнова. Для параметрических данных рассчитывали средние значения и их стандартные отклонения (M ± SD), для непараметрических — медиану (M_e) и интерквартильный размах [Q₁; Q₃]. Статистическую значимость различий при р < 0,05 для параметрических показателей в зависимых выборках вычисляли по t-критерию Стьюдента, для непараметрических — по критерию Вилкоксона. Статистическая значимость различий оценки эффективности приема ПРБС устанавливалась с помощью критерия согласия Пирсона (χ²).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В нашем исследовании при оценке эффективности включения в рацион ПРСБ у лиц основной группы выявлены статистически значимые различия в пределах референтных интервалов по ряду показателей, а именно: снижение числа лейкоцитов с 6,52 ± 0,61 до 6,3 ± 0,47 × 10⁹/л, возрастание количества эозинофилов (с 2,95 до 3,65%), моноцитов (с 6,05 ± 1,88 до 6,7 ± 1,14%), лимфоцитов (с 28,2 до 39,5%). В то же время отмечено возрастание процентного содержания палочкоядерных нейтрофилов, регистрируемое на уровне нижней границы физиологической нормы, а доля базофилов у испытуемых не изменилась. Данные изменения, по всей видимости, связаны с обогащением витаминно-минеральной насыщенности организма испытуемых при приеме ПРСБ (в частности, В₉, В₁₂, 25(ОН)D, Fe, Ca) и модуляцией метаболических процессов, отражающихся на функциональных свойствах лейкоцитов [25].

В группе сравнения анализируемые показатели в динамике наблюдения не имели статистически значимых различий (табл. 2).

До начала исследования у 2 (6,7%) испытуемых из основной группы тип адаптационной реакции был определен как «повышенная активация» (доля лимфоцитов достигала 35,0–37,5%), у 14 (46,7%) лиц — как «тренировка» (доля лимфоцитов в пределах 20–27,5%) и на уровне «спокойной активации» (доля лимфоцитов в пределах 28–34%). В конце наблюдения через 22 дня у 28 (93,3%) испытуемых из основной группы адаптационные реакции организма оценивали как «повышенная активация», за исключением 2 (6,7%) лиц, у которых ТАР был оценен как «спокойная активация». При данных типах адаптационных реакций характерна картина в тимико-лимфатической (иммунной) и эндокринной подсистемах организма, совпадающая с верхней половиной зоны физиологической нормы (процессы анаболизма преобладают над процессами катаболизма), что, скорее всего, является морфологическим эквивалентом адаптации участников к постоянно воздействующим экстремальным факторам окружающей среды [24].

В то же время в группе сравнения тип адаптационной реакции в исходном состоянии оценивался как «тренировка» у 17 (56,7%) участников и «спокойная активация» у 13 (43,3%) лиц. В конце наблюдения до 19 (63,3%) увеличилась доля лиц, у которых ТАР оценивался как «тренировка», а также до 11 (36,7%) снизилось количество лиц с типом адаптационной реакции «спокойная активация».

При характеристике уровней реактивности организма у обследованных в динамике наблюдения при различных типах неспецифических адаптационных реакций организма установлено, что УРО до приема ПРБС у всех лиц, за исключением 1 (1,7%) участника, оценивался как высокий и средний; в основной группе при типе адаптационной реакции «повышенная активация» низкий уровень реактивности зафиксировали лишь у одного человека.

При этом у 5 (35,7%) и 9 (64,3%) лиц из основной группы в исходном состоянии при типе адаптационной реакции в состоянии «тренировка» УРО оценивался как высокий и средний (р = 0,001) соответственно. В то же время при типе адаптационной реакции «спокойная активация» высокий уровень реактивности организма статистически значимо определен у 2 (14,3%) обследованных, а средний — у 12 (85,7%) участников. При ТАР в состоянии «повышенной активации» у одного обследованного из основной группы в исходном состоянии УРО оценивался как средний и у одного — как низкий.

В динамике наблюдения через 22 дня у обследованных из основной группы лишь у одного человека уровень реактивности оказался средним, у всех остальных оценивался как высокий при типе адаптационной реакции «повышенная активация». Одновременно с этим через 22 дня при ТАР «спокойная активация» в основной группе уровень реактивности организма статистически значимо определен на высоком уровне у всех участников.

В группе сравнения, наоборот, увеличилась доля лиц со средним уровнем реактивности организма (табл. 3).

Оптимизация рациона питания отразилась на показателях лейкограмм лиц основной группы при отсутствии изменений в группе сравнения, а также повлияла на состояние адаптации организма. В целом в начале наблюдения состояние адаптации определялось как «донозология» у 30% лиц из основной группы и у 23,34% испытуемых группы сравнения.

После курса приема ПРБС в основной группе у всех военнослужащих состояние адаптации оценивалось как физиологическая норма. В группе сравнения, наоборот, было отмечено статистически значимое (χ² = 12,0; р = 0,001) возрастание до 40% доли лиц в донозологическом состоянии организма (рис.). По показателям лейкоцитов и рассчитанным лейкоцитарным индексам ранее было установлено, что состояние «донозология» характеризуется ослаблением гуморального и клеточного звена иммунитета и снижением фагоцитарной активности клеток [26].

Необходимо отметить, что результаты настоящего наблюдения были получены в летний период. Возможно, при нарастании влияния экстремального холода адаптационные реакции организма будут
меняться.

Полученные результаты показывают перспективность применения производимых по криогенной технологии многокомпонентных продуктов, содержащих биологически активные вещества, рецептуры которых разрабатываются с учетом влияния условий обитания, для оптимизации питания военнослужащих и других контингентов, работающих в условиях Арктики.

ВЫВОДЫ

1. При оценке эффективности включения в рацион продукта из растительно-белкового сырья у лиц основной группы выявлено статистически значимое снижение числа лейкоцитов, возрастание процентного содержания палочкоядерных нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов, лимфоцитов, регистрируемых в границах физиологической нормы, что связано с модуляцией метаболических процессов, влияющих на функциональные свойства лейкоцитов.
2. Неспецифические адаптационные реакции организма у большинства лиц как основной, так и группы сравнения оценивались как «тренировка» и «спокойная активация» при высоких или средних уровнях реактивности организма, что, скорее всего, связано с отсутствием влияния на организм экстремального холода при проведении исследования в летний период.
3. Оптимизация рациона питания отразилась на состоянии адаптации после курса приема продукта из растительно-белкового сырья в основной группе у всех военнослужащих: состояние адаптации оценивалось как физиологическая норма, при этом в группе сравнения отмечено статистически значимое возрастание доли лиц в донозологическом состоянии организма.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: Р.С. Рахманов — разработка дизайна и концепции исследования, написание черновика рукописи; Д.А. Нарутдинов — сбор первичного материала, статистическая обработка материала; Е.С. Богомолова — редактирование, утверждение окончательного варианта статьи; С.А. Разгулин — литературный и информационный поиск.