Въведение
Пробиотиците заемат важна роля за поддържане на човешкото здраве (Petrov, 2014). С продължаващите експериментални и клинични проучвания на ефектите на пробиотиците възникват и нови термини като психобиотик (Shopova, 2023). Психобиотиците са живи бактерии, които могат да окажат ползи за психичното здраве като подобряват чревния микробиом на гостоприемника. Още Хипократ преди 2000 години казва, че всички болести започват от червата. През 1822 г. „Бащата на стомашната физиология“ военният хирург Уилям Бомонд прави изследвания за взаимовръзката между състоянието на червата и емоциите и гнева на пациентите. През 2024 г. учени от Университета Вирджиния, Медицински факултет и Унивеситета Флорида публикуват експериментално изследване върху мишки, което доказва, че добрата българска бактерия Lactobacillus bulgaricus предотвратява появата на психични разстройства като депресия и тревожност (Merchak, 2024). Д-р Банколе Джонсън обобщава, че това изследване подчертава ролята на чревния микробиом за регулирането на стреса и тревожността и показва как храненето влияе на психичното ни благосъстояние.
Морската професия поставя на изпитание здравето на всеки член на екипажа (Nedeva, 2023). Влиянието на климатичните условия, преминаването през различни часови и климатични пояси, социалната изолация, сензорната депривация и още много различни физиологични и психологични фактори оказват съществено влияние върху здравето на корабния екипаж (Nedeva, 2023).
Цел
Цел на настоящото изследване е да се установи ефектът на пробиотична формула, съдържаща Lactobacillus bulgaricus DWT1 и Streptococcus thermophilus DWT4, върху психичната устойчивост (тревожност, депресия, професионално изпепеляване) на екипажа на Научноизследователски Кораб (НИК) 421 „Св. Св. Кирил и Методи“ по време на Първата Българска Военна Антарктическа експедиция.
Това изследване е част от проект No. 21-00038 „Изследване на имуностимулиращия и протективен ефект на пробиотична храна чрез проследяване промяната на физиологични и биохимични показатели и поведенчески реакции при екстремални ситуации на стрес“. Проектът беше проведен от Военноморско училище "Н. Й. Вапцаров", съвместно с Медицински университет "Проф. Д-р Параскев Стоянов" и Софийски университет "Св. Климент Охридски". Поставени са следните задачи:
- Изследване на психологическото състояние на членовете на екипажа преди заминаване;
- Изследване на психологическото състояние на членовете на екипажа след завръщане;
- Сравнение на резултатите на лицата, които употребяват пробиотична формула, съдържаща Lactobacillus bulgaricus DWT1 и Streptococcus thermophilus DWT4, с тези на лицата, които не употребяват този пробиотик.
Материал
Обект на изследването са 23 моряци от общо 25-членния екипаж на първия български военен научноизследователски кораб НИК421 „Св. Св. Кирил и Методи“. Всички са мъже, като средната възраст е 36 години. Всички са на служба във Военноморско училище "Н. Й. Вапцаров". От тях 7 са офицери. Всички участници в проучването бяха подробно информирани за целите, задачите и начина на провеждане на проучването. Доброволците попълниха писмени форми за информирано съгласие и защита на личните данни. Всички изследвания се проведоха в каюткомпания от офицери специалисти психолози от Военноморско училище "Н. Й. Вапцаров" и лекаря на кораба – служител на ВМА София. Броят на изследователските сесии е 6. На доброволен принцип участниците в изследването бяха разделени на две групи. Първа група, наричана по-долу А, са 10 лица (43,5%), които приемат ежедневно пробиотична формула, съдържаща Lactobacillus bulgaricus DWT1 и Streptococcus thermophilus DWT4 в дневна доза 10 г. Втора група, наричана по-долу Б, са 13 лица (56,5%), които не приемат този пробиотик. В група А шест от лицата са офицери. В група Б едно лице е офицер. 31-вата Антарктическа експедиция се провежда в периода декември 2022 – април 2023 и включва плаване на НИК 421 „Св. Св. Кирил и Методи“ от пристанище Варна, България до Българската изследователска база „Свети Климент Охридски“ на о. Ливингстън, Антарктида, престой там и плаване обратно до Родината. Продължителността на експедицията е 127 дни (тръгна на 27.12.2022, завърна се на 02.05.2023).
Пробиотичната формула, която приемат моряците от група А, е българска научна разработка, обект на патентна защита в САЩ с Патент No. US 9,131,708 B2/ Sep. 15, 2015 и български патент № 4294 U1/ 15.08.2022. Съдържащите се в нея щамове Lactobacillus bulgaricus DWT1 и Streptococcus thermophilus DWT4 са оригинални и са регистрирани в Чешка банка за микроорганизми към Масарик Юниверсити по Будапещенски договор. Тези щамове са първите в света, които са изолирани от чиста изворна вода от извор в Стара планина, България.
Методи
За изследване на психичната устойчивост на екипажа са използвани следните методи:
- Психологични въпросници за измерване на нивото на тревожност и депресия на Цунг (Кокошкарова, 1984).
- За оценка на професионалното изпепеляване се използва методика на Бевърли Потър (Казуси по лидерство, том 4).
- За оценка на нивото на Екстроверсия на личността и нейните фасети – Е1 Топлота; Е2 Общителност; Е3 Асертивност; Е4 Активност; Е5 Търсене на вълнение; Е6 Позитивни емоции се използва въпросник, част от Neo-Pi-R.
За оценка на личността към „Отвореност към нов опит“ и съответните фасети: О1 Фантазия; О2 Естетика; О3 Чувства; О4 Действия; О5 Идеи; О6 Ценности се използва въпросник, част от Neo-Pi-R. При въпросниците, част от Neo-Pi-R, се използва Ликертова скала за оценка. Въпросниците, част от Neo-Pi-R, са стандартизирани за военна среда.
- За изследване на съня се използва методиката Sleep Quality Assessment (PSQI). Анализът на получените данни от оценката качеството на съня се провежда с тест на Уилкоксън. Въпросите от анкетата са насочени към самооценка на качеството на съня.
- Данните се обработват със статистическа програма SPSS 19. Проведен е непараметричен корелационен анализ по Spearman, тест на Уилкоксън
- Резултатите на показателите от отделните изследователски сесии са дигитализирани и нанесени в таблици и фигури. Представени са персонално по отделните изследвани лица в статистическа програма за обработка на данни SPSS версия 19.
Нашето проучване е проспективно, кохортно, рандомизирано, отворено проучване.
Резултати и обсъждане
Преди заминаване участниците в проучването са изследвани по всички методики. На таблици 1, 2 и 3 са представени резултатите от изследванията на участниците в проучването от групи А и Б (приемащи и неприемащи пробиотик) преди заминаването.
Таблица 1 „Описателна статистика на въпросник Neo Pi R, по фасет „Екстроверсия“, измерени стойности преди заминаване
Таблица 2 „Описателна статистика на въпросник Neo Pi R фасет „Отвореност към нов опит“, измерени стойности измерени преди заминаване
Таблица 3 „Описателна статистика на въпросници Цунг за тревожност, Цунг за депресия и Burnout, измерени стойности измерени преди заминаване
a. Multiple modes exist. The smallest value is shown
След завръщане участниците в проучването са изследвани със следните методики:
„Отвореност към нов опит“, Цунг за оценка нивото на тревожност, Цунг за оценка ниво на депресивност, Анкета за оценка качеството на съня и ниво на Професионален стрес (Burnout). На таблици 4 и 5 са представени резултатите от изследванията на участниците в проучването от групи А и Б (приемащи и неприемащи пробиотик) след завръщане.
Таблица 4 Резултати след завръщане по фасет „Отвореност към нов опит“
Таблица 5 Получени резултати по въпросниците на Цунг за определяне нивото на тревожност и депресия и Професионално изпепеляване (Burnout), измерени след завръщане
Преди заминаване участниците в проучването са изследвани по повече методики с цел да се определят по-точно качествата на личността. За рискови професии като полицаи, военни, пожарникари, моряци психологическият подбор на кандидатите за работа е много важен. Качествата на личността, които подпомагат нейното адаптиране и справяне в екстремни ситуации, могат да бъдат полезни на работодателите в избора на подходящи за определена дейност специалисти. Целта на оценката на личността е да се установи кои личностни качества имат отношение към успешната адаптация към промените и служат за буфер в стресови ситуации.
Проучванията на влиянието на морската дейност и дългите плавания върху психиката на корабните екипажи акцентират върху проявата на тревожна и депресивна симптоматика сред членовете на екипажа поради въздействието на отдалечеността от семейството, липсата на разделение на работа от почивка, умората, емоционалното изчерпване, тежки условия, при това на ограничена площ и др.
При цялата група участници (А и Б общо) се наблюдават статистически значими различия в нивото на тревожност, ( Z -2.228; p<0.0027), нивото на депресивност (Z-2.260; p<0.0027) и нивото на професионално изпепеляване (Z- 3.119; p<0.005), измерени преди заминаване и след завръщане. Изследването на общата група показва повишаване на нивата на тревожност, депресия и burnout синдром при завръщането си от Антарктида за сметка на група Б, която не приема пробиотик.
При проведен сравнителен анализ на данните при изследваните лица от група А, приемащи пробиотик и група Б, неприемащи пробиотик по време на плаването, се установиха следните резултати:
- При лицата от група А не се установяват статистически значими различия в измерените нива на тревожност и депресивност измерени двуразово преди заминаване и след завръщане ( Z- 1,415; p=0.157; Z – 2.202; p=0.0028). При тях има наличие на статистически значими различия в нивото на професионално изпепеляване измерено преди заминаване и сравнено с резултатите след завръщане (Z – 4.170;p<0.005).
- При лицата от група Б се установяват статистически значими различия в нивата на депресия и професионално изпепеляване измерени преди заминаване и сравнението им с данните получени след завръщането им. (Z- 2.202; p<0.005; Z- 3.119; p<0.005)
Резултатите показват, че при завръщането си от Антарктида лицата от група А, които приемат пробиотична формула по време на пътуването, нямат увеличение на проявите на тревожност и депресия. Лицата от група Б, които не приемат пробиотичната формула, имат значително увеличение на проявите на тревожност и депресия.
Сънят е важен фактор повлияващ човешкото благополучие. Сънят се характеризира с особени цикли, вариращи от дрямка до дълбок сън, с интервали от уникален тип сън, при който са налице ярки сънища. По време на сън тялото се възстановява от физическата активност през деня и осъществява организация на умствените процеси. Качеството на съня има пряко влияние върху натрупването на умората. Натрупването на умора, хроничното недоспиване, може да доведе до повишена тревожност, депресивни състояния, инциденти и дори до отключване на психични разстройства. Все повече корабни компании правят анкета за качеството на съня на екипажите си с цел превенция и анализ на факторите на борда на кораба, водещи до проблеми за съня, както и тяхното контролиране.
Резултатите от изследването на съня показват наличие на взаимовръзка между състоянието на съня преди заминаването на екипажа и промените, настъпили в качеството на съня след завръщане. Качеството на съня и неговата динамика пряко взаимодействат с нивото на натрупаната умора, напрежение и тяхната преработка на психично ниво. Налице са статистически значими корелации между отделните айтеми при изследване качеството на съня и нивото на депресивност и тревожност.
Установихме статистически значими значителни положителни корелации между оценката на айтем „Колко време (в минути) Ви отнемаше да заспите вечер?“, айтем „Не мога да заспя в рамките на 30 мин.“ и айтем “Събуждам се, защото кашлям или от силното си хъркане“ и нивото на депресивност (rs =0.608; p=0.003; rs= 0.433; p=0.050; rs= 0.495; p=0.023).
Резултатите показват, че участниците в изследването от група А, които приемат пробиотик, нямат увеличаване на проявите на тревожност и депресия и запазват качеството на съня си при екстремалните условия на плаването.
Изследването на ефектите на пробиотичната формула върху психиката продължават и по време на плаването на НИК 421 до Антарктида и обратно при втората българска военна Антарктическа експедиция, вече с нов екипаж, в който има и жени.
Изводи
- Плаването на екипажа на НИК 421 Св. Св. Кирил и Методи по време на Първата Българска Военна Антарктическа Експедиция е модел за изследване на ефектите на пробиотична формула, съдържаща Lactobacillus bulgaricus DWT1 и Streptococcus thermophilus DWT4 върху психичното здраве на хора, подложени на екстремални натоварвания и стрес.
- Пробиотичната формула предпазва от поява на депресия и тревожност и подобрява физиологичния сън в условия на стрес.
- Пробиотичните щамове от воден произход Lactobacillus bulgaricus DWT1 и Streptococcus thermophilus DWT4 поддържат оста черва-мозък, действат като психобиотик и поддържат психичното здраве.
Тази статия е в изпълнение на Национална научна програма „Сигурност и отбрана“, приета с РМС № 731 от 21.10.2021 г. и съгласно Споразумение № Д01-74/19.05.2022 г.
Авторски колектив
1ВВМУ „Никола Йонков Вапцаров“, факултет „Навигационен“, катедра „Национална сигурност“,
2ВВМУ „Никола Йонков Вапцаров“, Факултет „Навигационен“, катедра „Организация и управление на военните формирования на тактическо ниво“,
3ВМА МБАЛ София, Клиника по ортопедия и травматология,
4МЦ Евроздраве-България ООД, отдел Здравен мениджмънт,
5МЦ Евроздраве-България ООД, отдел Хирургия,
6МУ Плевен, Медицински колеж, катедра Социални и фармацевтични дейности
Литература
Guha, D., A. Banerjee, R. Mukherjee “et al.” (2019). A probiotic formulation, containing Lactobacillus bulgaricus DWT1, inhibits tumor growth by activating pro-inflammatory responses in macrophages; Journal of Functional Foods 56 (2019) p. 232-245.
Merchak, A., S. Wachamo, L. Brown “et. al.” (2024). Lactobacillus from the Altered Schaedler Flora maintain IFNγ homeostasis to promote behavioral stress resilience. Brain, Behavior and Immunity, volume 115, January 2024, p. 458-469.
Nedeva, R., S. Velikova, V. Stoyanov. (2023). Psihologichesko osiguryavane na korabni ekipazhi: po primera na Balgarskite voennomorski sili. X Yubileen mezhdunaroden kongres po psihologia 2023 – Predizvikatelstvata pred modernata psihologia.
Nedeva, R., D. Stavrev, B. Mednikarov “et al.” (2023). The maritime profession and the physical and mental health of the crew: a study of anthropometrical and psychological alterations after the first transatlantic voyage to the Antarctic., Journal of IMAB - Annual Proceeding (Scientific Papers), Publisher: Peytchinski Publishing Ltd., ISSN: 1312 773X (Online), SUPPLEMENT, https://www.journal-imab-bg.org/issues-2023/Supplement/2023v29Supplement1Medicine.pdf
Peneva, M., I. Misopoulos, E. Barzashka “et al.” (2023). Application of probiotic formula, containing Lactobacillus bulgaricus DWT1, in patients with COVID-19; Bratislava, Slovakia. Proceedings of the 16th International Scientific Conference on Probiotics, Prebiotics, Gut Microbiota and Health, June 2023, ISBN: 978-80-908364-4-0, p. 79.
Peneva, M., G. Alexandrov, D. Petrova, “et al.” (2022). Biologichno aktiven produkt. Patentno vedomstvo na Republika Bulgaria, Svidetelstvo za registratsia na polezen model, Reg. № 4294 U1, p. 1-13.
Petrova, D., N. Alexandrov. (2015). Probiotics for Dietary Dairy Product. United States Patent and Trademark Office, United States Patent No.: US 9,131,708 B2, p. 1-24
Petrov, N., G. Alexandrov, M. Peneva. (2014). Newly found origin of probiotics in the Balkans; Athens, Greece, IPA World Congress, Beneficial Microbes, ISSN 1876-2883, 2014, volume 5, supplement 1, May 2014, p. S14.
Shopova, I., D. Bogueva, M. Yotova “et al.” (2023). Can Bulgarian Yogurt enhance astronauts’ performance during the Mars Missions? Journal of Ethnic Food. p. 1-16 https://doi.org/10.1186/s42779-023-00211-5
