Проекты

Изменение физико-химического состава слюны человека в зависимости от его психоэмоционального состояния

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Анатомия и физиология человека»

Направление работы: Биохимия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1553 имени В.И. Вернадского
Предметы: Биология
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину», 12–14 апреля 2018 года

Цель: Проследить изменения в физико-химическом составе слюны в зависимости от психоэмоционального состояния человека (на примере стрессового состояния).

 

Описание
Многие люди, часто испытывающие кратковременный стресс или испытывающие его хронически, имеют большой риск получить многочисленные заболевания ротовой полости, связанные с уровнем pH, вязкостью слюны или концентрацией белков в ней. Одной из важных проблем современной биохимии является разработка методов диагностики различных заболеваний по составу слюны человека. На основе моей работы можно отследить физиологические изменения организма во время стресса. Результаты могут быть полезны в исследованиях взаимодействия нервной системы с другими системами органов. Использование слюны в диагностических целях имеет ряд преимуществ по сравнению со стандартными медицинскими методиками (анализ крови, мочи и т.д.).

Гипотеза
Стресс изменит вязкость и рН слюны, а также концентрацию белка в ней.

Задачи работы:

  1. Составить список критериев, которых не должно быть у людей, подвергающихся эксперименту.
  2. Провести эксперимент по исследованию слюны человека в стрессовом состоянии.
  3. Провести эксперимент по исследованию слюны человека в стабильном состоянии.
  4. Проанализировать собранные пробы.

Смешанная слюна – биологическая жидкость полости рта, в состав которой входят вода (98,5%), белки, ферменты, гормоны, липиды и минеральные компоненты. Нормальный уровень pH слюны у взрослого человека от 6,6 до 7,4.

На физико-химический состав слюны влияют любые патологии желудочно-кишечного тракта, инфекционные и стоматологические заболевания, заболевания щитовидной железы, медикаментозное лечение и др. Влияние эмоций на различные физиологические процессы является достаточно известным фактом и предметом постоянного научного внимания. Однако данных, включающих в себя несколько аспектов (например, одновременно психологический и физический стресс), не было обнаружено. В качестве психологического стресса была выбрана грусть, возникающая в процессе просмотра эмоционально тяжёлого, грустного фильма (камерная драма режиссёра Михаэля Ханеке «Любовь», 2012 год). Эксперимент проходил в прохладном помещении, зрители сидели на неудобных стульях (физический стресс).
Использовавшиеся методы: вискозиметрия, рН-метрия (измерение водородного показателя в растворе), метод Бредфорда, спектрофотометрия (определение оптической плотности).
Измерение вязкости слюны (вискозиметрия) осуществлялось пропусканием её через капиллярную трубочку раствора на отрезке определённой длины с замером времени. Этот способ прост и точен при многократном повторении эксперимента.
Количественное определение белка производилось методом Бредфорда – наиболее рациональным и удобным колориметрическим методом.
В эксперименте участвовали 20 человек, которые находились в 2-х эмоциональных состояниях: стрессовая ситуация (первый этап) и ситуация без каких-либо посторонних воздействий (второй этап). Во время каждого эксперимента участники сдавали пробы слюны. К людям, у которых брались пробы, предъявлялись следующие требования: отсутствие вредных привычек (курение, употребление алкоголя, наркотических веществ), беременности, длительного приёма лекарств и др. Сравнивались две пробы у одного и того же человека, а не у целой группы людей. Перед проведением количественного анализа слюны необходимо нагреть пробы на водяной бане примерно до 60⁰С.

Оснащение и оборудование, использованное в работе
•          тонкая капиллярная трубочка (диаметр 1 мм),
•          рН-метр,
•          краситель Кумасси,
•          спектрофотометр ПЭ-5400УФ.

Результаты

  1. Вязкость слюны в стрессовом состоянии выше, чем в обычном состоянии. Причина: активация симпатического отдела нервной системы, выделение нейромедиаторов и высвобождение адреналина в кровяное русло. Следствие: гипосаливация, или пониженная секреция слюны, при которой выделяется тягучая вязкая слюна.
  2. Отмечено существенное снижение водородного показателя практически для всех проб слюны людей, находящихся в стрессовом состоянии по сравнению с контрольными данными. Причина: стрессовые ситуации активизируют процесс обмена веществ, вследствие чего увеличивается выработка кислот. Следствие: постоянное излишнее закисление.
  3. В стрессовом состоянии концентрация белков в слюне выше, чем в контрольной пробе. Причина: в стрессовом состоянии активируется симпатическая нервная система и выработка организмом большего количества веществ (иммуноглобулинов, секреторного IgAs) для защиты его от внешних факторов.

Перспективы использования результатов работы
Использование слюны в качестве биомаркера при ранней диагностике болезней имеет очевидное преимущество перед сложными клиническими анализами.

Награды/достижения
Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ

Особое мнение
«Я считаю, что проект «Медицинский класс в московской школе» даёт большие преимущества для поступающих (дополнительные баллы для поступления). Однако, возможно, стоит добавлять часы по химии и биологии в специализированных классах, большее количество часов отводить на практические занятия»