Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Метаболическая адаптация к двигательной активности различной интенсивности и гиподинамики
ВАК РФ 03.01.04, Биохимия
Автореферат диссертации по теме "Метаболическая адаптация к двигательной активности различной интенсивности и гиподинамики"
На правах рукописи
Бликов Антон Вячеславович
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ К ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ И ГИПОДИНАМИИ
03.01.04 - Биохимия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук
Челябинск-2015
Работа выполнена на кафедре химии государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Кировская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Научный консультант:
доктор медицинских наук, профессор Цапок Петр Иванович Официальные оппоненты:
Аглетдинов Эдуард Феликсович доктор медицинских наук, кафедра патологической физиологии ГБОУ ВПО "Башкирский государственный медицинский университет" Минздрава России, профессор
Никоноров Александр Александрович доктор медицинских наук, профессор, кафедра биологической химии ГБОУ ВПО "Оренбургская государственная медицинская академия" Минздрава России, заведующий
Тгрехина Наталья Александровна доктор медицинских наук, профессор, кафедра биологической химии ГБОУ ВПО "Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера" Минздрава России, заведующая
Ведущая организация: государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва
диссертационного совета Д 208.117.02 при государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 454092, г. Челябинск, ул. Воровского, 64
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 454092, г Челябинск, ул. Воровского, 64 и на сайте www.chelsma.ru.
Автореферат разослан « 29 » ■/ 20 ^года
Зашита состоится
часов на заседании
Ученым секретарь лнссерташюнного совета доктор медицинских наук, профессор
Тншевская Нятплья Викторовна
РОССИЙСКАЯ JCYflAPCTBEHHAR БИБЛИОТЕКА
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования и степень ее разработанности
Мышечная деятельность является такой универсальной формой деятельности, без которой невозможно существование человека. Длительное ограничение двигательной активности - гиподинамия - является фактором, существенно осложняющим течение основного патологического процесса, сопровождается стрессовой реакцией и соответствующими сдвигами метаболизма. Нередко это приводит к поломке компенсаторно-приспособительных механизмов и развитием комплекса патологических проявлений (Тизул А.Я. Болезни человека, обусловленные дефицитом двигательной активности. М.: Советский спорт. 2001. 246 с; Афонин Б.Ф. и др., Физиология человека. 2003. Т.29-№5. С.53-57; Оганов B.C. Физиология человека. 2003. Т.29-№5. С.29-38; Фомина Г.А. и др., Физиология человека. 2003. Т.29-№5. С.58-64; Ларина A.A. и др., Физиология человека. 2008. Т.34-№5. С.80-84; Маркин A.A. и др., Физиология человека. 2009. Т.35-№4. С.64-70; Лейнсоо Т.А. и др., Росс, физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2010. Т.96-№3. С.226-236; Hespel Р. et al., J. Physiol. 2001. Vol.536(2). P.625-633). В настоящее время достаточно активно ведутся исследования в области изучения гиподинамических состояний и иммобилизационного стресса (Киричук В.Ф., Цымбал A.A. Росс, физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2010. Т.96-№6. С.678-685; Цейликман В.Э. и др., Росс, физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2011. Т.97-№5. С.532-537). В основном эти работы касаются неоднократных воздействий кратковременного иммобилизационного стресса. Установлено, что при данных состояниях значительно активируются процессы липопероксидации (ЛПО) на фоне снижения показателей, характеризующих систему антиоксидантной защиты (АОЗ). Работы, касающиеся метаболических изменений при постоянном воздействии гиподинамического состояния, которые моделируют реальную клиническую ситуацию при ведении, в первую очередь травматологических больных, немногочисленны. Не установлены биохимические критерии, позволяющие объективно оценить вклад ограничения двигательной активности на течение основного патологического процесса.
Рядом работ показано оптимизирующее влияние умеренной мышечной деятельности на функционирование органов и систем (Речкапов A.B. Физиология человека. 2005. Т.31-№1. С.120-129; Чурсина Т.В. и др., Терапевтический архив. 2007. №1. С.48-51; Сыркин А.Л. и др., Кардиология. 2008. Т.48-№7. С.65-71; Аронов Д.М. и др., Кардиология. 2009. Т.49-№3. С.49-56; Wannamethee S.G. et al., Circulation. 2002. Vol.l05(15). P.1785-1790). Данное явление лежит в основе тренированности; оно нашло также широкое применение в лечебной физкультуре с целью профилактики ожирения, ИБС и реабилитации травматологических больных. Вместе с тем, основной практической и теоретической задачей медицины и биологии является не только диагностика функционального состояния обследуемых, для определения которого предложено достаточно много методик, но и поиск новых путей коррекции функционального состояния в сторону его улучшения. Совершенно очевидно, что качественное решение данной задачи без анализа биохимических
покаштслей испытуемых, включая определение уровня основных шггсрмедиатов и активности ключевых ферментов белкового, углеводного, лнпидного, пуринового обменов, а также продуктов ЛПО и состояния ЛОЗ, невозможно (Высокогорский В.В. и др., Наркология. 2007. №12. С.41-45; Тсрехина H.A. и др., Клиническая лабораторная диагностика. 2008. №4. С.41-43. Камилов Ф.Х. Материалы Росс. конф. "Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии". Челябинск. 2009. С.46-47; Гильмиярова Ф.Н. и др. Клиническая лабораторная диагностика. 2010. №7. С. 14-17; Лунева С.Н. и др. Клиническая лабораторная диагностика. 2010. №2. С.21-22; Терентьев A.A., Гудков О.Н. Клиническая лабораторная диагностика. 2002. №12. С.20-22). В связи с этим встает необходимость комплексного параллельного изучения основных метаболических параметров.
Острое физическое перенапряжение нередко является фактором, вызывающим болезнь. Это необходимо учитывать в. построении соревновательного и тренировочного процесса, а также некоторых видов трудовой деятельности, связанной со значительными физическими нагрузками и. как следствие, развитием острого физического перенапряжения (Агаджанян М.Г. Физиология человека. 2005. Т.31-№6. С.60-64; Никоноров A.A. Материалы Росс. конф. "Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии". Челябинск. 2009. С.241-243; Чигринский Е.А. и др. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2011. №1. С.22-27; Воронков A.B. и др. Материалы II Всероссийского конгресса с международным участием "Медицина для спорта" 2012. С.44-45; Kubo N. et al. Am. Heat J. 2004. Vol.l9(2). P.107-113; Nishi I. et al., Circ. J. 2007. Vol.71. P.1035-1039). Особенно это актуально для спорта высоких достижений и проявляется особенностями протекания реакций различных видов обмена веществ - белкового, липидного, углеводного, пуринового, а также процессов ЛПО и АОЗ. Анализ доступной литературы показывает немногочисленность работ, посвященных изучению метаболических процессов в зависимости от уровня двигательной активности. В основном они носят фрагментарный характер и косвенную оценку результата. Биохимические исследования, включая определение вклада каждого вида обмена веществ в обеспечение функционального состояния, в полном объеме не проводились, что явилось обоснованием для выполнения данной работы.
Цель исследования
Целью настоящей работы было провести комплексное биохимическое исследование и выявить особенности протекания метаболических процессов при адаптации к различному уровню двигательной активности. Установить роль процессов липопероксидации и системы антиоксидантой защиты в формировании метаболических сдвигов, связанных с изменением и характером двигательной активности.
Задачи исследования
I. Выявить индивидуально-типологические особенности обмена веществ на дозированную физическую нагрузку у лиц с различным уровнем повседневной двигательной активности.
2. Выявить метаболические сдвиги, сопровождающие процесс адаптации к мышечной деятельности, тренированности и гиподинамии.
3. В эксперименте на животных провести комплексное биохимическое исследование состояния гиподинамии и острого физического перенапряжения.
4. Установить метаболические изменения, сопровождающие развитие дистресс-синдрома при гиподинамии и остром физическом перенапряжении.
5. Оценить вклад различных видов обмена веществ, процессов ЛПО и системы АОЗ в формирование индивидуально-типологических особенностей у лиц с различным уровнем двигательной активности.
6. В эксперименте на животных выявить эффективность влияния природных антиоксидантов (аскорбиновой кислоты и а-токоферола) на метаболические сдвиги при длительном ограничении двигательной активности.
7. Предложить биохимические критерии оценки функционального состояния лиц с различным уровнем двигательной активности.
Методология и методы исследования
Работа выполнена в 2001-2012 гг. на кафедре химии соответственно с планом НИР ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России.
Для решения поставленных задач автором проведено комплексное исследование с применением современных клинико-лабораторных, биохимических и статистических методов.
Степень достоверности, апробация результатов, личное участие автора
Достоверность полученных результатов обусловлена достаточным объемом исследования, четкой постановкой эксперимента и сформулированными критериями включения в исследование, подборки группы сравнения и сопоставления полученных результатов, применением статистического анализа.
Результаты работы были представлены в материалах научной сессии Пермской государственной медицинской академии (Пермь, 2001), VII итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежь и медицинская наука в XXI веке», (Киров, 2001), научной сессии Кировского филиала РАЕ и Кировского областного отделения РАЕН (Киров, 2001), 66-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых (Уфа, 2001), VIII итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежь и медицинская наука в XXI веке», (Киров, 2003), научно-практической конференции биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири «Биохимия: от внедрения исследования молекулярных механизмов - до внедрения в производство» (Оренбург, 2003), III конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2004), научной сессии Кировского филиала РАЕ и Кировского областного отделения РАЕН (Киров, 2004), II симпозиуме с международным участием «Проблема адаптации к экологическим и социальным условиям Севера» (Сыктывкар, 2004), Всероссийской конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы: экологические и
клинические аспекты (Новосибирск, 2004), Всероссийской научно-методической конференции (Москва, 2004), межрегиональной научно-пр. конф., посвященной 60-летию Победы в Великой Отечественной войне и 55-лстию факультета физической культуры ВГГУ (Киров, 2004), VIII конгресса с международным участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении» (Турция, 2005), конгрессе Всероссийского форума «Здоровье нации - основа процветания России» (Москва, 2005), IX итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежь и медицинская наука в XXI веке», (Киров, 2005), VIII Всероссийском конгрессе к 75-летию Государственного учреждения НИИ питания РАМН (Москва, 2005), межрегиональной научно-практической конференции «Новая идеология в единстве фундаментальной науки и клинической медицины» (Самара, 2005), 1-ой Региональной научно-практической конференции «Проблемы питания: гигиена, безопасность, регионально-ориентированный подход» (Киров, 2006), шестой международной научной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы спортивной медицинской лечебной физической культуры и курортологии» (Москва, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Клеточные нанотехнологии в биологии и медицине» (Курган, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной биохимии», посвященной 20-летию Кировской ГМА (Киров, 2007), III Всероссийской конференции «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009), Межрегиональных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг» (Киров, 2009, 2011), Региональной научно-практической конференции «Клиническая биохимия: единство фундаментальной науки и лабораторной диагностики» (Ижевск, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы трансфузиологии и клинической медицины» (Киров, 2010), апробация диссертации на расширенном заседании кафедры химии ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России, протокол № 4 от 27 ноября 2012 года.
Личное участие автора состоит в непосредственном участии на всех этапах диссертационного исследования: планирование научной работы, включая формулировку рабочей гипотезы, определение методологии и общей концепции диссертационного исследования проводилось совместно с научным консультантом Цапоком П. И., зав. кафедрой химии в ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России. Цель и задачи сформулированы совместно с научным консультантом. Дизайн исследования разработан лично автором. Анализ современной отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме проведен лично автором. Отбор контингента разноадаптированных к физическим нагрузкам лиц осуществлялся совместно со старшим преподавателем кафедры физического воспитания ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России Кокушевой (Юкляевской) М.И. при консультативной помощи сотрудников ГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет» Министерства образования и науки РФ. Отбор контингента
травматологических больных осуществлялся совместно с заведующим отделением экстренной помощи Кировского областного государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Кировская областная клиническая больница №3» Караваевым С. А. Экспериментальные исследования проведены лично диссертантом. Лабораторные исследования проведены лично диссертантом. Статистическая обработка первичных данных, интерпретация и анализ полученных результатов, написание и оформление рукописи диссертации, представление результатов работы в научных публикациях и в виде докладов на конференциях осуществлялась соискателем лично.
Положения, выносимые на защиту
(.Функциональное состояние, формирующееся в процессе адаптации к объему, интенсивности, характеру и ограничению мышечной деятельности, обусловлено особенностями протекания всех видов метаболизма, включая белковый, углеводный, липидный, пуриновый обмены, а также состояния процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты.
2. При адаптации к регулярной мышечной деятельности для развития состояния тренированности интенсивность процессов липопероксидации выполняет двоякую роль: у нетренированных лиц и спортсменов низкой квалификации процессы липопероксидации являются фактором, ограничивающим работоспособность и качество восстановительного периода, тогда как у высококвалифицированных спортсменов усиление процессов ЛПО является одним из факторов поддержания долговременной адаптации к интенсивным мышечным нагрузкам, что обеспечивает состояние тренированности. Защита от повреждающего воздействия свободнорадикальных реакций у высококвалифицированных спортсменов осуществляется комплексом механизмов, обусловленных антиоксидантными функциями липопротеинов высокой плотности, а также рядом других факторов.
3. В патогенезе метаболических изменений, возникающих при остром физическом перенапряжении, важную роль также играет резкое возрастание интенсивности свободнорадикальных реакций на фоне снижения ресурсов антиоксидантной защиты, что ведет к повреждению клеточных мембран, ферментемии и сдвигам показателей, характеризующих белковый, углеводный, липидный и пуриновый обмены. Выявленные сдвиги показателей обмена веществ можно использовать в качестве критериев интенсивности воздействия физической нагрузки на организм, а также для улучшения диагностики состояния острого физического перенапряжения.
4. Длительная гиподинамия сопровождается развитием характерной стрессовой реакции со значительным усилением интенсивности свободнорадикальных реакций и накоплением продуктов липопероксидации, что во многом обуславливает метаболические сдвиги со стороны всех видов обмена веществ, включая белковый, углеводный, липидный и пуриновый обмены. Многие показатели, характеризующие белковый, углеводный, липидный и пуриновый обмены, а также состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты, в комплексе являются надежными критериями для оценки степени и характера влияния
вынужденного ограничения двигательной активности на динамику течения основного патологического процесса.
5. Применение природных витаминов-антиоксидантов С и Е в эксперименте оказывает существенное положительное влияние на сдвиги метаболизма при гиподинамии, в связи с чем они могут быть рекомендованы для более широкого применения в комплексной терапии при состояниях, связанных с вынужденным ограничением двигательной активности.
Научная новизна
Разработана научная концепция метаболической адаптации к состояниям, снизанным с двигательной активностью различной интенсивности и гиподинамией.
Автором впервые применен комплексный подход к исследованию метаболизма, что позволило установить вклад каждого из обменов веществ (белкового, углеводного, липидного, пуринового, а также процессов липопероксидации и состояние антиоксидантной защиты) в особенности реагирования на дозированную физическую нагрузку лиц с различной степени тренированности и характером двигательной активности. Получены новые данные о состоянии обмена веществ у спортсменов которые имеют существенное значение для определения критериев состояния уровня тренированности спортсмена.
В эксперименте на животных проведено комплексное исследование биохимических механизмов, сопровождающих процесс адаптации к мышечной деятельности. Показана роль белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов в адаптации к действию умеренных регулярных мышечных нагрузок. Выявлены биохимические сдвиги непосредственно в скелетной мышце и органах - участниках функциональной системы, обеспечивающей двигательный акт.
В эксперименте на животных проведено комплексное биохимическое исследование состояния острого физического перенапряжения. Установлены и объяснены соответствующие сдвиги белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов, состояния процессов липопероксидации и антиоксдантной защиты не только в плазме крови и эритроцитах, но и скелетной мышце и внутренних органах - участниках функциональной системы, обеспечивающей двигательный акт. Выявленные сдвиги существенно обогащают учение о механизмах развития острого физического переутомления.
Впервые проведено комплексное биохимическое исследование лиц, вынужденно подвергнутых состоянию гиподинамии - больных с переломами костей голени и бедра, которым в качестве способа лечения был выбран метод скелетного вытяжения, который значительно ограничивает повседневную двигательную активность. Изучение в плазме крови и эритроцитах основных ферментов и интермедиатов белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов, а также состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты показало, что ведущая роль активации свободнорадикальных реакций на фоне снижения ресурсов антиоксидантной защиты ведет к формированию иммобилизационного дистресс-синдрома. Установлены биохимические
критерии оценки влияния длительного ограничения двигательной активности на течение основного патологического процесса.
В эксперименте на животных впервые комплексно изучено влияние гиподинамии на белковый, углеводный, липидный и пуриновы{£ обмены, на состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты. В плазме крови, эритроцитах, скелетной мышце и внутренних органах показана ведущая роль активации процессов липопероксидации и снижение ресурсов антиоксиданной защиты в формировании метаболических сдвигов белкового, углеводного, липидного и пуринового обменов. Определен вклад и роль каждого из изученных видов обмена веществ в возможность диагностики влияния состояния гиподинамии.
Учитывая ведущую роль активации процессов липопероксидации и снижение ресурсов антиоксидантной защиты, впервые в эксперименте на животных показана эффективность применения природных витаминов-антиоксидантов для коррекции метаболических сдвигов, возникающих вследствие воздействия на организм длительного ограничения двигательной активности. Научно обосновано их клиническое применение в качестве средств комплексной терапии у больных, вынужденно находящихся в состоянии гиподинамии.
Теоретическая и практическая значимость
Проведенные исследования расширяют представления об адаптации организма к воздействиям физической нагрузки от интенсивности, характера и продолжительности мышечной деятельности. Комплексное и параллельное исследование показателей белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов, а также состояния процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты дает возможность объяснить динамические сдвиги отдельных показателей и определить их роль в обмене веществ у лиц с различным уровнем повседневной двигательной активности.
Профессиональная спортивная подготовка требует максимальной мобилизации всех адаптационных возможностей организма и нередко граничит с поломкой компенсаторно-приспособительных механизмов. В то же время не менее важной является необходимость обеспечить эффективный тренировочный процесс, при котором используются нагрузки максимальной и субмаксимальной интенсивности. Исходя из вышесказанного, функциональное состояние спортсмена требует объективных критериев оценки, что обеспечивается комплексным биохимическим исследованием при воздействии возмущающего фактора, каковым является дозированная физическая нагрузка. Особенно широкие возможности в этом плане представляются при изучении адаптации на клеточном уровне, что в определенной мере представляется возможным при изучении биохимических показателей в эритроцитах. Другой подход, который мы использовали для решения этой проблемы, заключается в постановке эксперимента на животных. Нами в серии опытов на белых крысах показана достоверно высокая степень корреляции между отдельными показателями в плазме крови, эритроцитах, скелетной мышце и внутренних органах. Кроме того, в серии опытов на животных, подвергнутых
максимальной физической нагрузке, определены критерии для диагностики острого физического перенапряжения, которое может наблюдаться у человека как при осуществлении спортивной, так и трудовой деятельности.
Другая не менее важная проблема, рассматриваемая в работе: влияние на состояние метаболизма длительного ограничения двигательной активности -гиподинамии. Комплексное биохимическое обследование травматологических больных, по нашему мнению, позволяет наиболее полно представить влияние гиподинамии на обмен веществ. Контингент обследуемых подбирался таким образом, чтобы исключить наличие соматических заболеваний на момент получения травмы и, следовательно, влияния сопутствующих заболеваний на состояние метаболизма. Поскольку гиподинамия затрагивает жизнедеятельность всего организма, в опытах на животных целесообразно рассмотреть ее влияние на биохимические процессы в скелетной мышце и внутренних органах. Полученные данные раскрывают новые аспекты изменения метаболизма, которые необходимо учитывать при ведении больных в состоянии длительного вынужденного ограничения двигательной активности. Полученные данные позволяют не только существенно расширить представления о механизмах сдвигов обмена веществ при гиподинамии, но и установить критерии оценки степени влияния ограничения двигательной активности на основной патологический процесс. Это особенно актуально в связи с тем, что терапия многих заболеваний и состояний подразумевает большую или меньшую степень ограничения нормальной повседневной двигательной активности человека. Это особенно характерно для ведения травматологических и кардиологических пациентов.
В эксперименте на животных показано влияние витаминов-антиоксидантов С и Е на обмен веществ при гиподинамии. Полученные данные позволяют:
1. Оценить роль процессов липопероксидации и состояния антиоксидантной защиты в формировании и развитии сдвигов метаболизма при гиподинамии.
2. Показать эффективность применения витаминов-антиоксидантов С и Е для коррекции метаболических нарушений при гиподинамии.
3. Научно обосновать включение витаминов-антиоксидантов С и Е в комплексную терапию пациентов, вынужденно подвергнутых состоянию длительного ограничения двигательной активности.
Внедрение результатов исследования в практику
При выполнении настоящей работы были разработаны или модифицированы следующие методы исследования: хемилюминесцентный метод определения перекисного окисления липидов в сыворотке крови и липопротеиновых фракциях; метод изучения липидного состава липопротеинов высокой и низкой плотности; метод определения низкомолекулярных пептидов, мочевины и аскорбиновой кислоты в одной пробе; метод определения антирадикальной активности, метод определения конечных продуктов липопероксидации (оснований Шиффа). Результаты исследования и модифицированные биохимические методы изучения активности ферментов и
показателей метаболизма внедрены в работу КОГБУЗ «Кировская областная клиническая больница», КОГБУЗ №3 «Кировская областная клиническая больница №3», а также применяются в учебных процессах на кафедрах химии, нормальной физиологии, патофизиологии, внутренних болезней,*>• гистологии, цитологии и эмбриологии ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России.
Публикации
Соискатель имеет 130 опубликованных работ, из которых по теме диссертации опубликовано 57 работ, общим объемом 10,00 печатных листа, в том числе 17 статей в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертации, 36 работ опубликовано в материалах конференций, 4 рационализаторских предложения. Авторский вклад 50,8 %.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 343 страницах машинописного текста и состоит из введения, 7-ми глав (обзор литературы, объект и методы исследования, изучение влияния дозированной физической нагрузки на биохимические показатели плазмы крови и эритроцитов разноадаптированных лиц, изучение адаптации к регулярной мышечной деятельности, комплексная биохимическая оценка при напряженной мышечной деятельности, комплексная биохимическая оценка при гиподинамии и эффективность применения аскорбиновой кислоты и а-токоферола, комплексная биохимическая оценка больных с переломами костей голени и бедра), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 328 работ на русском языке и 229 - на иностранном. Диссертация иллюстрирована 78 таблицами и 13 рисунками.
Материалы, объект и методы исследования
Исследования выполнено в соответствии с плановой тематикой ГБОУ ВПО "Кировская государственная медицинская академия" Минздрава РФ. Исследование является экспериментальным.
Исследования проведены в плазме крови и эритроцитах людей (спортсмены, пациенты с переломами костей голени и бедра, практически здоровые мужчины аналогичного возраста, предварительно давших согласие на участие в исследовании и использование полученных данных для научных публикаций) и на животных - беспородных белых крысах-самцах массой тела 240-260 г. Эксперименты проводились в соответствии с международными правилами правовых и этических норм использования животных.
Объект и методика исследования влияния дозированной физической нагрузки
В исследовании приняли участие 15 практически здоровых студентов мужского пола в возрасте от 18-и до 25-и лет, занимающихся физической культурой только в объеме вузовской учебной программы, включающей в течение недели два двухчасовых занятия и 71 спортсмен различной специализации и степени тренированности (табл.1). Все испытуемые прошли углубленное медицинское обследование и по состоянию здоровья были
отнесены к практически здоровым лицам, а нетренированные отнесены к основной медицинской группе.
Таблица 1 - Распределение испытуемых по степени тренированности и специализации
- —___ разряды виды спорта — без разрядов и юношеские 3 2 1 кмс мс итого
нетренированные - - - - - - 15
ациклическ не массовые футбол 7 1 - - - - 20
волейбол - - 1 - - -
баскетбол 3 - - - - -
единоборства 1 1 4 - - -
тяжелая атлетика 2 - - - - -
ациклические | высокие | разряды | футбол - - - - - 4 19
волейбол - - - 1 - -
баскетбол - - - 3 - -
настольный теннис - - - 1 2 -
единоборства - - - - 2 -
акробатика - - - - - 2
тяжелая атлетика - - - 2 1 1
циклические массовые разряды легкая атлетика (бег на средние и длинные дистанции) 5 18
лыжные гонки - 5 2 - - -
конькобежный спорт - - 1 - - -
плавание 2 3 - - - -
циклическ не высокие | разряды легкая атлетика (бег на средние и длинные дистанции) 1 1 14
лыжные гонки - - - 6 1 -
конькобежный спорт - - - 3 1 1
Все спортсмены проходили обследование в подготовительный период, в день, которому не предшествовала тренировка. Все исследования вначале проводили в состоянии покоя. Через 5-7 мин после определения фоновых показателей у всех испытуемых изучали влияние физической нагрузки на физиолого-биохимические показатели. В качестве модели использовали работу на велоэргометре. Нагрузка подбиралась по группам таким образом, чтобы ЧСС во время ее выполнения поддерживалась в пределах 145±10 уд/мин, что соответствует аэробно-анаэробному режиму работы. Нагрузка дозировалась:
1. Для нетренированных (1 группа) - мощностью 75 Вт в течение 30 мин при частоте педалирования 60 оборотов в минуту, что составило 13500 кгм.
2. Для спортсменов массовых разрядов ациклических видов спорта (II группа) -мощностью 100 Вт в течение 30 мин при частоте педалирования 60 оборотов в минуту, что составило 18000 кгм.
3. Для спортсменов высоких разрядов ациклических видов спорта (III группа) -мощностью 135 Вт в течение 30 мин при частоте педалирования 60 оборотов в минуту, что составило 24300 кгм.
4. Для спортсменов массовых разрядов циклических видов спорта (IV группа) -мощностью 100 Вт в течение 30 мин при частоте педалирования 60 оборотов в минуту, что составило 18000 кгм.
5. Для спортсменов высоких разрядов циклических видов спорта (V группа) -мощностью 150 Вт в течение 30 мин при частоте педалирования 60 оборотов в минуту, что составило 27000 кгм.
До и после физической нагрузки у испытуемых определяли интегральные показатели сердечно-сосудистой системы, которые включали: измерение артериального давления аускультативным способом Короткова; определение ЧСС по датчику велоэргометра.
Материалом для биохимического исследования служила кровь из локтевой вены. Взятие крови осуществляли утром натощак, после 10-12 часового голодания испытуемых (Бойко Е.Р. Порядок сбора биологического материала (кровь, моча) для аналитического исследования в биохимической лаборатории. Киров: КГМИ. 1998. 17с.). Путем венепункции осуществляли забор крови до и через 5 и 30 минут после дозированной физической нагрузки. Пробы центрифугировали в течение 15 минут при 3000 об/мин и для биохимического исследования использовали плазму крови и эритроциты.
Объект и методика исследования адаптации к регулярной мышечной деятельности
Объектом исследования служили 32 взрослые беспородные белые крысы-самцы. Состояние тренированности у животных вызывали ежедневными в течение месяца умеренными плавательными нагрузками. При постановке эксперимента мышечную деятельность дозировали в виде плавания с грузом, составляющим 10% от массы тела, в течение 20 минут (Полтырев С.С., Русин В.Я. Внутренние органы при физических нагрузках. М.: Медицина. 1987. 111с.). Результаты сравнивали с контрольной группой. Животные были распределены на группы: 1-я - контроль, 2-я - нетренированные животные после физической нагрузки, 3-я - тренированные животные в состоянии покоя, 4-я - тренированные животные после физической нагрузки. Сразу после выполнения физической нагрузки животных декапитировали в состоянии кратковременного эфирного наркоза. Цельную кровь центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 минут. Биохимические исследования проводили в плазме крови, эритроцитах и гомогенатах мышцы бедра, сердца, легкого, печени и почек.
Объект и методика исследования при умеренной и напряженной мышечной деятельности
Объектом исследования служили 24 взрослых беспородных белых крыс-самцов. Мышечная деятельность дозировали в виде плавания с грузом, составляющим 10% от массы тела: умеренная - 20 минут без признаков утомления, напряженная - 5-я группа - при развитии явных признаков утомления (90 минут) Полтырев С.С., Русин В.Я. Внутренние органы при
физических нагрузках. М.: Медицина. 1987. 111с.). Результаты сравнивали с контрольной группой (8 крыс). Сразу после выполнения физической нагрузки животных декапитировали в состоянии кратковременного эфирного наркоза. Цельную кровь центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 минут. Биохимические исследования проводили в плазме, эритроцитах и гомогенатах мышцы бедра, сердца, легкого, печени и почки.
Объект и методика исследования гиподинамии и эффективности применения аскорбиновой кислоты и а-токоферола в условиях гиподинамии
Исследования проведены на 78 взрослых беспородных крысах-самцах. Состояние гиподинамии вызывалось помещением животных в индивидуальные клетки площадью 40 см2 (при существующей норме содержания 150 см2). Витамины С (аскорбиновая кислота) и Е (а-токоферол) ежедневно вводили зондом внутрижелудочно в дозе 2 и 1 мг соответственно. Результаты сравнивали с контролем. Распределение животных по группам было следующим: 1-я - контроль (интактные), 2-я - после 3-х недель гиподинамии, 3-я - после 3-х недель гиподинамии с применением аскорбиновой кислоты, 4-я -мосле 3-х недель гиподинамии с применением а-токоферола. Животных выводили из эксперимента путем декапитации в состоянии кратковременного эфирного наркоза соответственно на 7-й, 14-й, 21-й и 28-й день ограничения двигательной активности. Цельную кровь центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 минут. Биохимические исследования проводили в плазме крови, эритроцитах и гомогенатах мышцы бедра, сердца, легкого, печени и почки.
Объект и методика исследования больных с переломами костей голени и
бедра
Исследования проведены на биологическом материале 20 мужчин с переломами костей голени и бедра в возрасте от 18 до 50 лет, без сопутствующей патологии, находившихся на лечении в Кировской областной клинической больнице №3 (КОГБУЗ "КОКБ №3"). В качестве лечения был выбран способ скелетного вытяжения, предусматривающий достаточно продолжительный строгий постельный режим, т. е. вынужденное существенное ограничение двигательной активности. Больным назначалась стандартная медикаментозная терапия. Взятие крови из локтевой вены осуществляли через неделю после травмы с целью исключения влияния острых посттравматических последствий. Последующее взятие крови осуществляли на 14-й, 21-й, 28-й и 35-й день после получения травмы. Контрольную группу составили 15 практически здоровых мужчин аналогичного возраста. Цельную кровь центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 минут. Биохимические исследования проводили в плазме крови и эритроцитах.
Методы биохимических исследований В работе использованы информативные классические и современные биохимические методы исследования. Некоторые методики модифицированы на кафедре химии ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России и утверждены в качестве рационализаторских предложений.
Количественное определение содержания общего белка (ОБ) проводили биуретовым методом, используя стандартный набор реактивов «КлиниТест-
ОБ», уровень креатиннна унифицированным методом, используя стандартный набор реактивов «ОЛЬВЕКС диагностикум» (Россия). Уровень мочевины определяли с использованием диагностического набора реактивов «Агат», содержание среднемолекулярных пептидов (СП) определяли по методу Габриэлян Н.И., Липатовой В.И. Лабораторное дело. 1984. №3. С.138-140. В работе использован модифицированный метод определения содержания СП и аскорбиновой кислоты в одной пробе (Цапок П.И. и др. Инф. листок №143-96. 1995. Кировский ЦНТИ. 4с.). Активность аспартатаминотрансферазы (ACT) (К.Ф. 2.6.1.1) и аланинаминотрансферазы (АЛТ) (К.Ф. 2.6.1.2) определяли стандартным набором реактивов «LACHEMA» (Чехия). Содержание глюкозы в крови осуществлялось фотоколориметрически унифицированным глюкозооксидазным методом, набором реактивов «ГЛЮКОЗА-ФКД», уровень лактата - энзиматическим колориметрическим методом набором реактивов «Витал-лактат», (Россия); пирувата - по реакции с динитрофенилгидразиновым реактивом; активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ) (К.Ф. 1.1.1.27) -колориметрическим методом с использованием редокс-индикаторов (Овчарук И.Н. и др. Изобретательство и рационализация в медицине: Респ. сб. науч. тр.-М. - 1981. - С. 168-169). Для количественного определения уровня общих липидов (ОЛ) использовали цветную реакцию с сульфофосфованилиновым реактивом в модификации (Цапок П.И. и др. Инф. листок №254-96. 1996. Кировский ЦНТИ. 4с.). Уровень ТАГ определяли, используя диагностический набор реактивов «ОЛЬВЕКС диагностикум», (Россия). Уровень общего холестерола (ОХС) и его фракций - эстерифицированного (ЭХС) и свободного холестерола (СХС) - изучали по реакции с хлорным железом по методу Златкиса-Зака (Камышников B.C. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика. Минск: Интерпресссервис. 2003. 953с.). Холестерол в липопротеинах высокой плотности (ХС-ЛПВП) определяли во фракциях липопротеинов после осаждения апо-В содержащих липопротеинов гепарином в присутствии солей марганца и разделения центрифугированием. Центрифугат, содержащий ЛПВП, использовали для дальнейших биохимических исследований. Осадок, содержащий липопротеины низкой плотности и липопротеины очень низкой плотности (ЛПНП+ЛПОНП), растворяли в 2 М растворе сульфата аммония и использовали для последующих исследований. На основании биохимических исследований липопротеиновых фракций рассчитывали диагностические коэффициенты
{К,}=ХЛ(ЛПНП+ЛПОНП)хХС(ЛПНП+ЛПОНП) / ХЛ(ЛПВП)*ХС-ЛПВП и {К2}=МДА(ЛПНП+ЛПОНП)*ХС(ЛПНП+ЛПОНП) / МДА(ЛПВП)*ХС-ЛПВП. Расчет индекса атерогенности (ИА) проводили по формуле: (ОХС-ХС-ЛПВП) / ХС-ЛПВП, а расчет коэффициента эстерификации (КЭ) по формуле: (ОХС-СХС) / ОХС)* 100%. В эритроцитах и гомогенатах содержание общих липидов и холестерола определяли после специальной обработки исследуемого материала и экстракции смесью гептан-изопропанол; Р-липопротеины (Р-ЛП) турбидиметрическим методом при добавлении раствора гепарина и хлорида кальция. Липидную фракцию для определения фосфолипидов (ФЛ) экстрагировали гептан-изопропаноловой смесью. В
гсигановой фазе измеряли количество ФЛ при длине волны максимального поглощения (220 нм) на спектрофотометре SHIMADZU 1240. Содержание мочевой кислоты изучали стандартным набором реактивов «Агат» (Россия). Активность кислой фосфатазы (КФ) (К.Ф. 3.1.3.2) определяли стандартным набором реактивов «VITAL DIAGNOSTICS» (Россия).
Для изучения процессов ЛПО использовали определение содержания малонового диальдегида (МДА), как вторичного продукта ЛПО по реакции с гиобарбитуровой кислотой, спектрофотометрически при длине волны 535 нм. При определении первичных продуктов ЛПО измеряли интенсивность хемилюминесценции (ХЛ), инициированной пероксидом водорода, в присутствии избытка Fe2+, за 30 (S30) и 60 (S60) секунд, а также максимальную вспышку ХЛ (Im) за исследуемое время на хемилюминометре Emilite 1105 (Цапок П.И., Галкин A.A. Инф. листок №175-98 Кировского ЦНТИ. 1998. Зс.). Определение проницаемости эритроцитарных мембран (осмотической стойкости эритроцитов) проводили по способу (Камышников B.C. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика. Минск: Интерпресссервис. 2003. У53с). Метод основан на выявлении осмотической стойкости эритроцитов по отношению к смеси изотонического раствора хлорида натрия и мочевины. Оценку общей антиоксидантной активности (АОА) осуществляли хемилюминесцентным методом, посредством определения соотношения уровня максимальной вспышки/ светосумма за 30 сек (Im/S30). В эритроцитах интенсивность ХЛ измеряли в гептановой фазе. Определение диеновых конъюгатов (ДК) проводили в гептановой фазе после предварительной экстракции смесью гептан-изопропанол при длине волны 233 нм. Антирадикальную активность (АРА) определяли по степени обесцвечивания раствора 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила при добавлении субстрата (Еликов A.B., Цапок П.И. Инф. листок №24-025-05 Кировского ЦНТИ. 2005. Зс.). Содержание церулоплазмина (ЦП) модифицированным методом с пара-фенилендиамином; уровень аскорбиновой кислоты (АК) - колориметрическим методом с динитрофенилгидразиновым реактивом; а-токоферола - с а-пиридилдиацитилом. В эритроцитах изучена активность ферментов-антиоксидантов: супероксиддисмутазы (СОД) (К.Ф. 1.15.1.1) - по ингибированию реакции восстановления нитросинего тетразолия супероксидным анион-радикалом после предварительной обработки эритроцитов по методу (Дубинина Е.Е. и др. Лабораторное дело. 1985. №11. С.678-681); каталазы (К.Ф. 1.11.1.6) - по скорости утилизации пероксида водорода при длине волны 260 нм; глутатионпероксидазы (ГП) (К.Ф. 1.11.1.9) -по изменению содержания восстановленного глутатиона в пробах до и после инкубации с субстратом с помощью цветной реакции с дитиобис-нитробснзойной кислотой при длине волны 412 нм; глутатионредуктазы (ГР) (К.Ф. 1.6.4.2.) - на каталитическом НАДФНН^-зависимом преобразовании окисленной формы глутатиона в восстановленную, интенсивность которого оценивали по скорости снижения экстинкции проб при длине волны 340 нм, на которой раствор НАДФНН+ имеет максимум светопоглощения (тест
Варбурга) (Карпищенко А.И. Медицинские лабораторные технологии. 2002. 600с.).
Создание базы данных и статистическую обработку полученных результатов осуществляли с использованием средств программы Biostat и Statistica 6.0. Определяли среднюю арифметическую, среднеквадратическое отклонение и среднюю ошибку средней арифметической по общепринятым методам. Проверку на нормальность распределения осуществляли по критерию Шапиро-Уилка. При сравнении средних величин достоверность полученных различий определяли при помощи вычисления средней ошибки разности, степень достоверности - по таблице Стъюдента (Сергиенко В.И., Богданова И.Б. Медицинская статистика в клинических исследованиях. 2006. 304с.). Учитывали результаты со степенью достоверности не ниже 95% (р<0,05). При проведении корреляционного анализа использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена.
Результаты исследования и их обсуждение
Изучение влияния дозированной физической нагрузки на биохимические показатели плазмы крови и эритроцитов разноадаптированных лиц.
Содержание ОБ в состоянии покоя у спортсменов всех групп выше, чем у нетренированных. После нагрузки содержание ОБ незначительно выше у спортсменов ациклических видов спорта.
Динамика распределения содержания креатинина (табл. 2) зависит не только от мышечной массы спортсмена, но и характеризует степень участия системы креатин-креатинфосфат-креатинин в адаптации к мышечной деятельности.
Содержание СП (табл. 2) в плазме крови также зависело от влияния дозированной физической нагрузки и степени тренированности. При этом снижение данного показателя после физической нагрузки и в восстановительный период у спортсменов 5-й группы можно объяснить возможным использованием СП в качестве энергетического субстрата.
Активность ACT и АЛТ в плазме крови была наибольшей у испытуемых 5-й группы, что мы связываем с интенсификацией обмена веществ. После работы на биостенде наибольшие изменения активности ACT, достоверное увеличение на 53,6 % (р<0,001), мы наблюдали у нетренированных лиц, у спортсменов 2-й и 3-й группы эти изменения носили менее выраженный характер, и практически отсутствовали у спортсменов 4-й и 5-й групп. В восстановительный период активность ACT практически не отличалась от исходной во всех группах. Достоверных отличий в активности АЛТ после дозированной физической нагрузки обнаружено не было.
Сдвиги мочевины (табл. 2) характеризуют интенсивность белкового обмена, напряженность задаваемой работы и в целом свидетельствуют о более благополучном положении с обменом протеинов в организме спортсменов, особенно циклических видов спорта.
Содержание глюкозы в состоянии покоя у спортсменов 3-й и 5-й групп было ниже, чем у нетренированных. После нагрузки у нетренированных лиц
содержание глюкозы было меньше на 4,9-8,8%, чем у всех групп спортсменов. I (осле от дыха содержание глюкозы также ниже у нетренированных.
'ГпГшнка 2 - Некоторые биохимические показатели плазмы крови до и спустя 5 и 30 мин после выполнения дозированной физической нагрузки (М±т)_
1 руины Креатинин, (мкмоль/л) СП, Е>1000
до нагрузки через 5 мин через 30 мин до нагрузки через 5 мин через 30 мин
1 (11=15) 2(п=20) 60,3±2,3 78,6±3,0* 78,1±2,8* 237±16 336±19* 338±21*
67,0±2.4 86,3±3,2* 82,3±2,9* 240±16 270±18 267±15
3(11=19) 86,6±3,2 101,4±3,6* 92,9±3,4* 299±14 315±22 291±16
4 <п=1К) (п=14) 64,2±2,2 78,4±2,9* 73,2±2,7* 223±10 239±17 214±9
81,4±3,0 86,2±3,4 84,4±3,2 283±11 278±9 235±10*
Мочевина, (ммоль/л) Лактат, (ммоль/л)
П(п=15) 4.80 ±0,18 5,27 ±0,23 6,93±0,27* 1,14±0,05 3,58±0,10* 3,40±0,09*
2 (11=20) 5.34 ±0,21 5,73 ±0,24 6,37±0,24* 0,99±0,03 2,97±0,08* 2,06±0,06*
3 (п=19) 6.48 ±0,25 7,09 ±0,29 6,91 ±0,24 1,05±0,04 2,76±0,07* 1,62±0,05*
4(п=18) 5,15 ±0,19 5,61 ±0,26 5,49 ±0,20 1,09±0,05 2,53±0,08* 2,28±0,07*
5(п=14) 6.24 ±0,23 6,56 ±0,28 6,35 ±0,27 1,17±0,06 2,02±0,09* 1,75±0,08*
ОЛ, (г/л) ТАГ, (ммоль/л)
1(п=15) 6,84±0,19 6,53±0,21 7,2Э±0,31 0,94±0,04 0,96±0,04 1,11±0,05*
2 (п=20) 5,92±0,18 5,92±0,27 5,81±0,24 0,88±0,03 0,94±0,05 0,93±0,04
3 (п= 19) 5,58±0,25 5,97±0,29 5,69±0,33 0,83±0,04 1,03±0,05* 0,96±0,05*
4 (п=18) 5,73±0,18 6,34±0,22* 5,94±0,15 0,86±0,03 1,18±0,06* 1,01±0,05*
5(п= 14) 5,04±0,20 5,91 ±0,25* 5,79±0,21* 0,80±0,03 1,37±0,06* 1,07±0,05*
ИЛ. (ОХС - ХС-ЛПВП)/ХС-ЛПВП) МК, (мкмоль/л)
1 (п=15) 2 (п=20) 3 (11 19) 2,03±0,10 1,64±0,08* 1,85±0,09 262 ±14 286 ± 14 339± 16*
1,89±0,09 1,56±0,07* 1,75±0,08 289 ± 13 314 ± 17 332 ± 17
1.62±0,08 1,39±0,06* 1,46±0,06 375 ± 19 398 ± 19 383 ± 18
4 (п=18) 1,76±0,08 1,51±0,07* 1,48±0,07* 317 ± 15 338 ± 15 329 ± 18
5 (11=14) 1 (п=15) 1,36±0,06 1,19±0,05* 1,15±0,04* 363 ± 16 380 ± 19 372 ± 17
МДА, (мкмоль/л) АОА, От/Б)
5,38±0,26 5,29±0,25 6,91±0,34* 0,073±0,002 0,070±0,002 0,062±0,002*
2 (4=20) 3(п=19) 4,85±0,23 4,72±0,24 5,40±0,32 0,078±0,002 0,076±0,003 0,073±0,002
5,74±0,33 6,01±0,36 5,24±0,29 0,082±0,003 0,079±0,003 0,087±0,002
4 (п=18) 4,32±0,22 4,64±0,27 4,07±0,20 0,075±0,003 0,073±0,002 0,077±0,002
5 (п=14) 6.73±0,40 4,58±0,28* 4,12±0,24* 0,082±0,002 0,081 ±0,002 0,101±0,002*
11рнмсчание: - *- различия с состоянием покоя статистически достоверны
Содержание лактата у спортсменов 2-й и 3-й групп ниже на 13,2% и 7,9%, чем у 1-й. После нагрузки и периода отдыха содержание лактата у спортсменов всех групп оставалось низким, по сравнению с нетренированными (табл.2).
Исследования активности ЛДГ, позволило обнаружить более низкую активность у спортсменов по сравнению с контролем. Это объясняется быстрым расходом ЛДГ в циркулирующей крови и более экономным режимом работы мышечной ткани спортсменов. После дозированной физической нагрузки активность ЛДГ достоверно возросла параллельно содержанию лактата. У спортсменов эти изменения были менее выражены, особенно у
циклических видов спорта. Схожие изменения активности ЛДГ при велоэргометрии были отмечены в работе (Бутова O.A., Масалов C.B. Физиология человека. 2009. Т.35-№1. С.141-144). Содержание пиру вата после работы на биостенде увеличилось во всех группах за исключением S-й, однако достоверное увеличение на 35,5 %; р<0,05 нами отмечено только у нетренированных. В восстановительный период содержание пирувата снижалось, однако исходного уровня не достигало.
При исследовании липидного обмена установлено, что сдвиги содержания ОЛ в плазме крови зависят от степени тренированности и характера двигательной активности испытуемого. Увеличение ОЛ в восстановительный период у нетренированных лиц по нашему мнению связано с невозможностью ими использовать весь потенциал аэробного пути получения энергии в связи с дефицитом кислорода непосредственно при выполнении физической нагрузки, что коррелирует с данными, полученными при исследовании углеводного обмена. Это подтверждается динамикой содержания в плазме крови ТАГ (табл. 2).
Т. о., степень включения липидного обмена у обследуемых групп разная и в наибольшей степени выражена у спортсменов циклических видов спорта, особенно у высокотренированных. Это связано с оптимизацией функционирования аэробных процессов извлечения энергии для обеспечения мышечной деятельности.
Показатели обмена ХС в покое носят более благоприятный характер у спортсменов, что подтверждается более низким (на 1,8-29,1 %) содержанием ОХС, СХС и р-ЛП и увеличением (на 8,1-14,7 %) ХС-ЛПВП. Подобные сдвиги влияют соответственно на величину интегральных показателей обмена ХС - КЭ и ИА (табл. 2). Данные изменения наиболее выражены у испытуемых 5-й группы. Непосредственно после дозированной физической нагрузки во всех группах наблюдалось снижение ОХС, СХС, ß-ЛП и увеличение ХС-ЛПВП по сравнению с состоянием покоя. Такое распределение соотношения фракций ХС связано с высвобождением из мышечных систем под влиянием физических упражнений липопротеиновой липазы, обеспечивающей образование в плазме ЛПВП за счет апобелков ЛПОНП. В восстановительный у нетренированных лиц и спортсменов ациклических видов спорта наблюдали тенденцию возврата к исходному состоянию исследуемых показателей, на фоне противоположной тенденции у лиц 4-й и 5-й групп. Данное явление мы связываем с характером адаптации к мышечной деятельности. Нами показано, что восстановительный период после дозированной физической нагрузки сопровождается усилением процессов ЛПО и снижением ресурсов АОЗ. В тоже время показано, что ЛПВП выполняют роль «сорбента» продуктов ЛПО и обладают ярко выраженными антиоксидантными свойствами. Таким образом, увеличение показателя ХС-ЛПВП на 8,3 - 13,5 % в восстановительный период у спортсменов циклических видов спорта способствует повышению у них ресурсов АОЗ плазмы крови и входит в комплекс механизмов адаптации к характеру двигательной активности. Содержание ХС в эритроцитах зависело от характера мышечной деятельности и подчинено следующим закономерностям:
1. Снижением его содержания по мере роста тренированности. 2 При одинаковой квалификации спортсменов содержание ХС у представителей циклических видов спорта было меньше, чем у ациклических.
Содержание в эритроцитах ФЛ носило противоположный характер, что в свою очередь характеризовалось снижением коэффициента ХС/ФЛ с ростом тренированности, особенно у спортсменов циклических видов спорта. Данное явление имеет важное значение в адаптации к мышечной деятельности, поскольку повышает текучесть эритроцитарных мембран и проникновение эритроцитов в капилляры, что улучшает газотранспортные функции. Мы считаем, что этот механизм особенно важен для спортсменов циклических видов спорта, поскольку в первую очередь повышает устойчивость к длительным аэробным нагрузкам и их выносливость.
Исследование содержания МК (табл. 2) в состоянии покоя выявило более высокие значения данного показателя у тренированных лиц, что, по нашему мнению, связано с интенсификацией обмена веществ. После физической нагрузки сохранялась тенденция к увеличению данного показателя во всех группах, однако достоверные сдвиги отмечены только в восстановительный период у лиц I -й группы.
Сдвиги ключевых показателей процессов ЛПО - МДА и состояния АОЗ -АОА в плазме крови представлена в таблице 2. Более высокое содержание МДА по сравнению с контролем у высококвалифицированных спортсменов мы связываем с усиленным обновлением клеточных мембран, что необходимо для поддержания высокой степени адаптации к интенсивным физическим нагрузкам. Подобные изменения процессов ЛПО у профессиональных спортсменов отмечены и другими авторами (Сургай Е.Г. и др. Физиология человека. 2004. Т.30-№6. С.103-106). Кроме того, коэффициент ХС/ФЛ в эритроцитах у высококвалифицированных спортсменов был существенно ниже по сравнению со спортсменами массовых разрядов и нетренированными лицами. Полиненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав ФЛ, являются субстратом для ПОЛ, что также способствует активации процессов ЛПО.
Более низкое значение данного показателя после выполнения дозированной физической нагрузки и в восстановительный период мы связываем с более эффективной работой системы АОЗ спортсмена, что подтверждается исследованием других показателей, характкризующих оксидантный баланс в плазме крови - ХЛ, ДК, АРА, ЦП, АК, а-ТФ и эритроцитов - ХЛ, ДК, МДА, АОА, АРА, СОД, каталазы, ГП, ГР, осмотической стойкости эритроцитов. Не исключается также использование высококвалифицированными спортсменами промежуточных продуктов ПОЛ в качестве источника энергии, например, путем превращения МДА в О-лактат через глиоксалазную систему (Агаджанян З.С. и др. Биохимия. 2005. Том. 70. вып. 11. С. 1521-1526).
Нами установлена роль ЛПВП в поддержании оксидантного баланса. Для этого определялся липидный состав и содержание продуктов ЛПО в
липопротеинах, с расчетом коэффициентов {К|} и {К2}. Результаты исследований представлены на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 - Величина коэффициента {К]} у спортсменов различной специализации и степени тренированности
Рисунок 2 - Величина коэффициента <К|} у спортсменов различной специализации и степени тренированности
Установлено, что с ростом тренированности существенно возрастает роль ЛПВП в поддержании оксидантного баланса, которая проявлялось выраженным снижением исследуемых коэффициентов. Это имеет диагностическое значение и объясняет высокие значения АОА и АРА в плазме крови у спортсменов.
Изучение адаптации к регулярной мышечной деятельности
Основные результаты исследования представлены в таблицах 3 и 4.
Установлено, что адаптация к действию регулярных физических нагрузок сопровождалась интенсификацией обмена протеинов, которая проявлялось увеличением содержания в плазме крови ОБ, мочевины, активности ACT и АЛТ у 3-й группы по сравнению с 1-й. После выполнения мышечной нагрузки происходило увеличение ОБ, СП, мочевины, креатинина, активности ACT и АЛТ у нетренированных животных, что может свидетельствовать об усилении процессов катаболизма. У тренированных животных при аналогичной направленности динамики изучаемых показателей сдвиги были менее выраженные.
Содержание пирувата и лактата в плазме крови не имело достоверных отличий у животных 1-й и 3-й групп, однако после выполнения физической нагрузки и содержание данных метаболитов в 4-й группе было существенно
ниже по сравнению со 2-й. Аналогичную динамику наблюдали при изучении в плазме активности ЛДГ.
Таблица 3 - Биохимические показатели плазмы крови раэноадаптированых белых крыс в состоянии покоя и после умеренной и максимальной плавательной нагрузки (М±т; п=8)
Исследуемый показатель Группы
1-я 2-я 3-я 4-я 5-я
ОН. г/л 76,8 ± 3,6 79,2 ± 3,2 78,3 ± 3,2 80,4 ±2,9 84,7 ± 4,2
СИ. (lix 1000) 278 ± 12 296 ± 10 213 ± 11 191 ±9 402 ± 14*
Креагииим, мкмоль/л 51,2 ± 3,2 58,6 ±2,0 56,2 ± 3,5 61,4 ±4,3 61,4 ± 1,9*
Мочевина, ммоль/л 3,75 ±0,31 4,21 ±0,27 4,16 ±0,28 4,36 ±0,37 5,83±0,31*
ACT, мккат/л 0,26 ±0,03 0,30 ±0,06 0,29 ±0,04 0,31 ±0,05 0,83±0,01*
ЛЯГ, мккат/л 0,18 ±0,03 0,19 ±0,04 0,21 ±0,02 0,22 ±0,03 0,22 ± 0,04
Лактат. ммоль/л 1,43 ±0,08 2,64±0,14* 1,38±0,007 2,04 ±0,13* 6,95±0,23*
11 пру ват. ммоль/л 0,044±0,002 0,048±0,004 0,042±0,003 0,040±0,002 0,16±0,005*
ЛДГ. 2,6-ДХФИФ/(л.ч) 78,3±4,6 106,2±6,1* 75,7±4,1 90,5±7,3 213,4±16,9*
МК. мкмоль/л 23,5 ± 3,6 27,9 ± 1,3 26,9 ± 2,8 29,7 ± 2,5 53,4 ± 4,2*
МДА. нмоль/мл 3,03 ±0,16 2,78± 0,23 2,88 ±0,15 2,59±0,14 6,03 ± 0,32*
ЛОА. (Im/S30) 0,087±0,004 0,085±0,003 0,094±0,005 0,095±0,004 0,059±0,002*
11римечание: - * - различия с состоянием покоя статистически достоверны
Таблица 4 - Показатели метаболизма липидов у раэноадаптировнных белых крыс в состоянии покоя и после умеренной и максимальной плавательной нагрузки (М±т; п=8)
Исследуемый показатель Группы
1-я 2-я 3-я 4-я 5-я
OJI. г/л 2,35 ±0,08 2,67 ± 0,07 2,24 ± 0,06 2,70 ± 0,09* 2,84 ±0,11*
ТАГ, ммоль/л 0,88 ± 0,03 0,92 ± 0,05 0,85 ± 0,04 0,97 ± 0,05 0,98 ± 0,05
IJ-J111, г/л 0,36 ±0,01 0,2 8± 0,02* 0,26±0,02 0,20±0,01 * 0,54 ± 0,04*
ОХС, ммоль/л 1,82 ± 0,04 1,57± 0,12* 1,66 ±0,10 1,35 ±0,12* 2,81 ±0,18*
С'ХС. ммоль/л 0,39 ± 0,03 0,32 ± 0,06 0,34 ± 0,02 0,26 ±0,01* 0,83 ± 0,06*
ФЛ, у.е./гОЛ (зритроциты) 0,69 ± 0,03 0,74± 0,02 0,83 ± 0,04 0,85 ± 0,05 0,70 ± 0,03
ОХС, мкмоль/г ОБ (зритроциты) 52,6 ± 4,2 41,9 ±3,8 42,9 ± 3,9 39,2 ± 3,6 82,3 ±6,1*
ОХС, мкмоль/г ОЛ (мышца) 47,8 ± 2,7 46,3 ±3,1 40,6 ± 2,4 40,2 ± 2,5 33,2 ± 1,8*
Примечание: - * - различия с состоянием покоя статистически достоверны
Выявлено более высокое содержание МК в плазме крови в состоянии покоя у тренированных животных. После выполнения физической нагрузки увеличение содержания данного метаболита может быть объяснено протеканием в работающей скелетной мышце аденилаткиназной реакции. Количественные сдвиги содержания в плазме крови МК и мочевины характеризуют напряженность мышечной работы и менее выражены у тренированных животных.
Результаты исследования показателей метаболизма липидов в состоянии покоя выявили тенденцию к снижению уровня изучаемых показателей в плазме крови у тренированных животных, однако достоверные отличия были выявлены только для ОХС и р-ЛП. Полученные данные можно расценивать как положительный фактор адаптации к регулярной мышечной деятельности. После выполнения плавательной нагрузки уровень ОЛ и ТАГ в плазме крови увеличивался, а у тренированных животных эти сдвиги носили более выраженный характер. При изучении содержания ХС и его фракций после выполнения плавательной нагрузки установлено, что сдвиги имели противоположную направленность, при этом более выраженное снижение указанных показателей отмечалось у тренированных животных. Содержание Р-ЛП по сравнению с состоянием покоя достоверно снизилось у животных 2-й и 4-й групп, что подтверждает благоприятное воздействие умеренных физических нагрузок на организм. В эритроцитах содержание ХС у животных 3-й группы было на 18,4% ниже, а содержание ФЛ на 20,3%; р<0,05 выше по сравнению с контролем. После выполнения плавательной нагрузки наблюдалась тенденция к снижению содержания ХС и увеличению уровня ФЛ, однако достоверные изменения были отмечены у животных 2-й группы. В скелетной мышце выявлена тенденция к более низкому содержанию ХС (на 16,6%) у животных 3-й группы по сравнению с 1-й. Это объясняется как повышенной скоростью обновления клеточных мембран у тренированных животных, так и активацией процессов удаления избытка ХС из организма.
Ключевые показатели, характеризующие состояние оксидантного баланса
- содержание МДА и показатель АОА, в плазме крови у разноадаптированных животных представлены в таблице 3.
Исследование процессов ЛПО в состоянии покоя выявило у тренированных животных снижение ХЛ (БЗО и 560), вторичного продукта ЛПО
- МДА, на фоне увеличения показателей ДК, АОА, АРА. Содержание ЦП у животных 3-й группы также было меньше по сравнению с 1-й. После выполнения физической нагрузки показана высокая эффективность системы АОЗ у тренированных животных. Это проявилось умеренным снижением интенсивности ХЛ и значительным снижением промежуточных (ДК - на 35,7%; р<0,001) и тенденцией к снижению вторичных (МДА - на 10,1%) продуктов ЛПО, без достоверных изменений со стороны АОА и АРА. В то же время у нетренированных животных после выполнения физической нагрузки интенсивность ХЛ значительно возросла на фоне незначительного снижения ДК, МДА и показателей системы АОЗ.
Более эффективная работа системы АОЗ у тренированных животных подтверждается исследованиями оксидантного баланса в эритроцитах, скелетной мышце и внутренних органов (сердца, легких, печени и почек).
Комплексная биохимическая оценка при напряженной мышечной деятельности
Результаты исследования основных показателей плазмы крови представлены в таблице 3.
Нами установлено достоверное увеличение содержания на 10,3-219,2 % ОБ, СП, креатинина, мочевины, а также активности ACT и АЛТ при напряженной мышечной деятельности.
Накопление лактата при выполнении мышечной нагрузки является одним из основных факторов, ограничивающим физическую работоспособность. Параллельно увеличению содержания лактата после выполнения максимальной физической нагрузки отмечено резкое увеличение активности ДДГ (на 172,5%; р<0,001). По нашему мнению, это связано как с кинетическими свойствами этого энзима, так и с ферментемией при повреждении мембран мышечных клеток во время напряженной мышечной деятельности.
Значительное накопление МК при максимальной нагрузке (на 127,2%; р<0,001) связано с активацией аденилаткиназной реакции, с последующим дезаминированием аденозинмонофосфата (АМФ). С этим согласуется и значительное увеличение количества мочевины в плазме крови. Другим источником МК может быть усиление катаболических процессов вследствие активации процессов ЛПО.
Результаты исследования липидного обмена в плазме крови, эритроцитах и гомогенате скелетной мышцы представлены в таблице 4. Установлено увеличение после выполнения плавательной нагрузки как уровня ОЛ, так и уровня ТАГ. Показатели обмена ХС носили неблагоприятный характер и характеризовались повышением уровня ОХС и СХС, на фоне тенденции к снижению КЭ. Аналогичную зависимость динамики распределения по группам имело количество р-ЛП. В эритроцитах при максимальной мышечной работе содержание ХС увеличивалось на фоне противоположных изменений содержания ФЛ. Можно предположить, что чрезмерная мышечная работа приводит к увеличению жесткости эритроцитарных мембран, что затрудняет проникновение эритроцита в капилляры и ухудшает газотранспортную функцию крови. В скелетной мышце при максимальной физической нагрузке мы отмечали достоверное (на 30,5%; р<0,01) снижение содержания ХС. Выявленные изменения со стороны данного показателя в скелетной мышце позволяют объяснить неблагоприятные изменения обмена ХС в плазме и эритроцитах как компенсаторную реакцию, направленную на стабилизацию мембран мышечных клеток и эритроцитов.
Основные показатели состояния процессов ЛПО и АОЗ в плазме крови представлены в таблице 3. Установлено, что напряженная мышечная работа сопровождалась значительным усилением интенсивности процессов ЛПО. Это проявлялось в увеличении интенсивности ХЛ, значительном накоплении МДА на фоне достоверного и значительного снижения со стороны показателей АОА, АРА, АК и ЦП.
В целом максимальная физическая нагрузка характеризовалась декомпенсированным усилением процессов ЛПО, на фоне резкого снижения показателей АОЗ - АОА, АРА, а-ТФ, активности каталазы, СОД, ГП и ГР. Данные изменения в эритроцитах мы связываем с усиленным транспортом кислорода к работающей скелетной мышце, что вызвано неизбежной генерацией дополнительных количеств активных форм кислорода и усилением
свободнорадикальных реакций. При умеренной мышечной работе этот процесс сдерживается эффективной работой системы АОЗ эритроцита, а продолжительная и интенсивная мышечная работа приводит к исчерпанию резервов системы АОЗ. Это сопровождается резким усилением свободнорадикальных реакций, повреждением мембран и накоплением продуктов ЛПО. Исследования процессов ЛПО и АОЗ в гомогенатах сердца, печени, легкого и почек также выявили существенное увеличение содержания МДА, ДК, интенсивности ХЛ на фоне снижения АОА и АРА.
Состояние процессов ЛПО и АОЗ непосредственно в скелетной мышце также свидетельствует о декомпенсированном усилении интенсивности процессов ЛПО при максимальной мышечной нагрузке, что проявилось в резком снижении АОЗ и значительном (в 2,8-4,5 раза) накоплении первичных и вторичных продуктов ЛПО. Все это приводит к повреждению мембран мышечных клеток, ферментемии и усилению катаболических процессов в организме.
Комплексная биохимическая оценка при гиподинамии и эффективность применения аскорбиновой кислоты и а-токоферола
Установлено прогрессирующее нарастание проявлений
иммобилизационного дистресс-синдрома, которые достигали максимума на 3-й неделе эксперимента. Биохимические показатели, характеризующие белковый и пуриновый обмены на 3-й неделе эксперимента и эффект применения АК и а-ТФ, представлены в таблице 5.
Таблица 5 - Биохимические показатели плазмы крови крыс при иммобилизации в
зависимости от применения аскорбата и g-ТФ (М±т; п=6)
Исследуемый показатель Группы
1-я 2-я 3-я 4-я
ОБ, г/л 73,8±3,3 77,0±4,5 75,6±3,2 74,9±2,9
СП, у.е. (Е*1000) 267±11 454±18* 393±22* 308±19
Креатинин, мкмоль/л 52,0±2,9 27,7±1,6* 30,2±1,6* 40,1 ±2,2*
Мочевина, ммоль/л 3,72±0,38 8,65±0,7Э* 7,17±0,52* 6,22±0,48*
ACT, мккат/л 0,27±0,03 0,74±0,02* 0,41±0,03* 0,33±0,04
АЛТ, мккат/л 0,17±0,03 0,47±0,01* 0,24±0,02 0,22±0,03
МК, мкмоль/л 23,3±3,8 81,9±3,9* 52,4±3,2* 36,5±2,7*
КФ (общая) нмоль/с-л 378,1±31,2 742,9±43,6* 646,0±41,2* 535,2±37,3*
Примечание: - * - различия по сравнению с контролем статистически достоверны
Нами установлено, по сравнению с контролем увеличение содержания в плазме крови ОБ, СП и мочевины. При этом в наибольшей степени у животных 2-й группы (на 4,3 - 132,5%). Применение АК и а-ТФ оказывало существенное влияние на интенсивность катаболических процессов и динамика количественных сдвигов данных биохимических показателей носила менее выраженный характер. Наблюдаемое снижение содержания креатинина в плазме крови при гиподинамии мы связываем с атрофическими процессами в скелетных мышцах. Применение антиоксидантов в известной мере тормозит эти процессы, поэтому содержание креатинина в плазме крови животных 3-й и
4-й группы выше по сравнению со 2-й. Увеличение энзиматической активности Л(Т и AJ1T в плазме крови при гиподинамии мы связываем с двумя факторами:
1. Усиление катаболических процессов и, как следствие, интенсивности белкового обмена.
2. Деструкция мембран мышечных клеток вследствие усиления процессов Л ПО с последующей ферментемией.
Увеличение содержания МК связано с атрофическими процессами в мышечной ткани, деградацией мышечных клеток и распадом нуклеотидов. В то же время применение АК и а-ТФ оказывало влияние на процессы катаболизма.
Увеличение активности КФ в плазме крови при ограничении двигательной активности мы связываем с усилением процессов ЛПО. Как известно, продукты ЛПО, особенно МДА, являются лабилизаторами мембран лизосом, что приводит к выходу содержащихся в них ферментов, способствует процессу атрофии мышечной ткани и усилению катаболических процессов. С этим согласуются выявленные изменения белкового и пуринового обменов.
Сравнительно с контролем установлено увеличение содержания в плазме крови ОЛ и ТАГ, причем в наибольшей степени у животных 2-й группы (на 50,5%; р<0,001 и 39,0%; р<0,05, соответственно). Применение АК и а-ТФ оказывало существенное влияние на динамику сдвигов изучаемых показателей, амплитуда которых носила существенно меньший характер. Исследование показателей, характеризующих состояние обмена ХС в плазме крови, эритроцитах и гомогенатах мышцы бедра, сердца, печени, легкого и почек выявило количественные сдвиги содержания ХС, которые достигали максимума на 3-й неделе эксперимента. Результаты проведенных исследований на 3-й неделе эксперимента представлены в таблице 6.
Таблица 6 - Влияние применения аскорбата и а-ТФ на показатели обмена ХС в плазме крови, эритроцитах, скелетной мышце, сердце и печени у крыс при иммобилизации (М±ш; п=6)
Исслслуемый показатель Группы
1-я 2-я 3-я 4-я
Общий ХС, ммоль/л 1,88±0,04 4,65±0,29* 2,47±0,09* 2,23 ± 0,05*
Свободный ХС. ммоль/л 0,40±0,02 1,95±0,06* 0,64±0,04* 0,50 ±0,01*
Ко >ффциснт »сгсрификации, % 78,8±1,3 58,7±3,9* 74,2±1,9* 77,4±1,3
Р-ЛП, г/л 0,32*0,01 1,16±0,10* 0,68±0,04* 0,57±0,03*
ХС,мкмоль/г ОБ (эритроциты) 58,9 ±3,1 182,6± 10,5* 109,8±5,5* 87,3±4,7*
ХС. мкмоль/гОЛ (мышца) 47,8±2,7 24,8±1,6* 28,9±1,9* 37,4±2,3*
ХС. мкмоль/г ОЛ (сердце) 102,4±4,9 263,3±17,4* 207,0±15,8* 157,7±8,7*
ХС. мкмоль/г ОЛ (печень) 129,0±6,3 243,6±14,9* 192,5±11,4* 175,2±9,2*
1 [римсчанмс: - * - различия по сравнению с контролем статистически достоверны
Эти изменения мы связываем с двумя факторами: усилением биосинтеза ХС, что связано с компенсаторной реакцией на повреждение клеточных мембран процессами ЛПО и усиленной элиминацией печенью липопротеиновых комплексов содержащих ХС и подтверждается сдвигами содержания р-ЛП в плазме крови. Применение АК и а-ТФ - оказывало существенное влияние на сдвиги изучаемых показателей, которые носили
существенно меньший характер (на 31,4—112,5% и 18,6-78,1%) соответственно у животных 3-й и 4-й группы. Изменение КЭ носило противоположный характер и зависело от применения антиоксидантов. В скелетной мышце на 3-й неделе эксперимента происходило достоверное снижение содержания ХС во всех группах. Выявленные изменения со стороны данного показателя в скелетной мышце дают возможность объяснить неблагоприятные изменения обмена ХС в плазме крови, эритроцитах, сердца и печени как следствие компенсаторной реакции, направленной на стабилизацию клеточных мембран.
Установлено, что ограничение двигательной активности приводит к возникновению оксидантного стресса, который в свою очередь во многом определяет патогенез иммобилизационного дистресс-синдрома и усугубляет неблагоприятные изменения в обмене ХС. Некоторые показатели, характеризующие ЛПО и АОЗ, представлены в таблице 7.
Таблица 7 - Влияние применения аскорбата и а-токоферола на показатели ЛПО и АОЗ плазмы крови крыс при иммобилизации (М±т; п=6)_
Исследуемый показатель Группы
1-я 2-я 3-я 4-я
МДА, нмоль/мл 2,76 ±0,16 12,70 ± 1,10* 2,97 ±0,19 4,08± 0,28*
ДК, у.е. / г липидов 0,108 ±0,008 0,172*0,014* 0,141±0,012* 0,122±0,011
ХЛ (1т), кФотон 106,7 ±3,8 129,5 ± 5,2* 119,4 ±4,7 111,6±3,9
ХЛ (БЗО) кФотон 1211,4 ±42,1 1932,8 ±86,1* 1456,1±69,7* 1312,9±58,7
ХЛ (560) кФотон 1991,8 ±63,9 3263,5±114,5* 2398,0±81,1* 2048,1±76,4
АОА (1шУ530) 0,088 ± 0,005 0,067± 0,003* 0,079±0,006 0,085±0,006
АРА, % ипгибирования 66,5 ± 1,4 55,3 ±1,0* 66,2 ± 1,0 65,2 ± 1,2
АК, мг/л 18,7±0,7 11,2±0,6* 20,4±0,8 14,9±0,7*
а-ТФ (эритроциты), мг/л 4,6 ±0,3 2,1±0,2* 3,4±0,2* 5,2±0,3
МДА, мкмоль/г липидов (эритроциты) 8,2±0,4 24,4±1,2* 19,9±1,4* 12,7±0,9
МДА, мкмоль/г липидов (мышца) 1,42±0,06 3,13±0,17* 2,76±0,15* 2,19±0,16*
МДА, мкмоль/г липидов (сердце) 1,38±0,06 3,84±0,18* 3,06±0,12* 1,89±0,08*
МДА, мкмоль/г липидов (печень) 2,20±0,14 5,60±0,27* 4,06±0,21* 3,07±0,18*
| Примечание: - * - различия по сравнению с контролем статистически достоверны
Истощение ресурсов АОЗ, что проявляется достоверным снижением в плазме крови показателей АОА, АРА, а также содержания АК и а-ТФ, которые соответственно определялись в плазме крови и эритроцитах у животных 2-й группы, приводит к резкому усилению процессов ЛПО и накоплению начальных, промежуточных и конечных продуктов ПОЛ. Так, у крыс 2-й группы увеличены интенсивность ХЛ, уровни ДК и МДА в 1,6-4,6 раза по сравнению с контролем во всем исследуемом биологическом материале. Применение АК и а-ТФ в известной мере тормозило эти процессы, что обусловлено механизмом их действия и подтверждают полученные данные у животных 3-й и 4-й группы. Динамика изменения активности в эритроцитах
СОД, катал азы, ГП, ГР также зависела от срока ограничения двигательной активности и применения АК и а-ТФ, имела обратную корреляцию с содержанием продуктов ЛПО. Изучение осмотической устойчивости эритроцитов показало увеличение гемолиза при иммобилизации. Применение АК и особенно а-ТФ снижало процент гемолизированных эритроцитов. Т. о., в эксперименте показано, что применение АК и а-ТФ снижает неблагоприятное влияние гиподинамии на обмен веществ.
Комплексная биохимическая оценка больных с переломами костей голени и бедра
Установлено неблагоприятное влияние гиподинамии на состояние метаболизма, с максимальными проявлениями на 2-3-й неделе после травмы. Основные показатели плазмы крови обследуемых, представлены в таблице 8.
Таблица 8 - Основные биохимические показатели плазмы крови у больных с переломом голени и бедра на 1-ю, 2-ю и 5-ю недели иммобилизации (М±т)_
Исследуемый Контроль Продолжительность иммобилизации (недели)
показатель (п=15) 1 (п=20) 2 (п=20) 5 (п=12)
Креатипин, мкмоль/л 63,1±2,5 60,9±2,3 52,1±2,0* 56,3±2,1
СП. U*1000 219±17 266±16 352±21* 270±17
Мочевина, ммоль/л 4,69±0,16 5,54±0,23ф 8,66±0,42* 5,03±0,19
МК, мкмоль/л 285±15 373±21* 485±24* 307±18
ACT, мккат/л 0,26±0,02 0,38±0,03* 0,62±0,05* 0,27±0,02
AJ1T, мккат/л 0,18±0,02 0,26±0,03* 0,34±0,03* 0,20±0,02
ОХС. ммоль/л 4,78±0,18 5,77±0,21* 6,12±0,27* 4,83±0,23
СХС, ммоль/л 1,21 ±0,06 2,09±0,08* 2,33±0,09* 1,42±0,08
ХС-ЛПВП, ммоль/л 1,44±0,09 1,49±0,10 1,30±0,08 1,36±0,11
КФ (т/л), нмоль/(с-л) 11,4±0,5 15,7±0,8* 34,2±2,1 * 18,6±0,8*
КФ(обш). нмоль/(с л) 97,6±4,6 121,3±5,8* 163,9±7,7* 138,5±6,9*
МДА, мкмоль/л 5,46±0,29 7,01±0,33* 8,38±0,41* 5,71±0,37
АОА, (lm/S30) 0,072±0,003 0,070±0,003 0,061±0,002* 0,069±0,003
АРА, % ингиб 50,9±2,7 48,4±2,5 35,2±1,9* 45,2±2,3
ЦП. мг/л 262±13 315±16* 192±9* 329±18*
А К. мг/л 6,68±0,25 5,94±0,23* 3,22±0,18* 4,75±0,19*
а-ТФ, мг/л 10,26±0,58 8,31±0,39* 4,28±0,19* 7,36±0,38*
11римсчание: • * - различия по сравнению с контролем статистически достоверны
Исследования белкового и пуринового обменов выявило, что ограничение двигательной активности сопровождалось преобладанием катаболической составляющей метаболизма, что проявлялось в увеличении содержания СП, мочевины и МК. Параллельно отмечено снижение содержания креатинина, что говорит о нарушении потребления креатина скелетной мышцей и снижению эффективности системы креатин-креатинфосфат-креатинин. Это является одним из важных факторов развития состояния детренированности.
При гиподинамии отмечено увеличение содержания глюкозы, что, по нашему мнению, связано с развитием стрессовой реакции и нарушением ее поглощения мышечной тканью.
При исследовании липидного обмена установлено снижение содержания ОЛ, особенно на 1-й неделе (на 12,9%; р<0,01), что, по нашему мнению, связано с перестройкой энергетического обмена и снижением потребления липидов в качестве источника энергии. Данное предположение подтверждается снижением содержания в плазме крови ТАГ. На 1-й неделе мы также отмечали снижение данного показателя на 26,5%; р<0,001. Однако проведенные опыты на животных и результаты исследования других авторов, где испытуемые-добровольцы подвергались воздействию «чистой» гиподинамии, показали противоположные сдвиги ОЛ и ТАГ (Буравкова Л.Б. и др. Физиология человека. 2003. Т.29-№5. С.82-89). Мы считаем, что значительное влияние на динамику данных показателей оказывают последствия травмы в виде выхода в общий кровоток тканевых липаз при повреждении тканей, но это утверждение требует дальнейшего изучения. У больных с ограничением двигательной активности отмечались неблагоприятные сдвиги обмена ХС, что сопровождалось увеличением в плазме крови ОХС, СХС, р-ЛП и ИА, на фоне снижения КЭ и тенденцией к снижению ХС-ЛПВП. В эритроцитах установлено увеличение содержания ХС на фоне снижения содержания ФЛ, что приводит к увеличению коэффициента ХС/ФЛ на 138,2%. Эти механизмы следует учитывать в комплексной терапии больных вынужденно находящихся в состоянии ограничения двигательной активности. Следует отметить некоторую стабилизацию данного процесса к 5-й неделе иммобилизации.
Считается, что основным источником КФ(т/ст) являются эритроциты. Источником КФ(т/л) является не только предстательная железа, но и другие виды тканей, в том числе и скелетные мышцы (Wilkinson J.H. The Principles and Practice of Diagnostic Enzymology. Edward Arnold. 1976. 624р.). Установлено увеличение в плазме крови активности обеих фракций КФ, однако если для КФ(т/ст) это составило 70,4%, то для КФ(т/л) - в 3,5 раза. Т. о., сдвиги активности КФ(т/л) мы связываем с лабилизацией мембран лизосом, что подтверждается изменениями других видов обмена веществ. Увеличение активности КФ(т/ст) объясняется интенсификацией процессов ЛПО в эритроцитах и снижением прочности их мембран.
Нами установлено интенсификация процессов ЛПО и снижение ресурсов АОЗ у травматологических больных. Получены данные о достоверных сдвигах как в плазме крови, так и в эритроцитах. Это проявлялось в достоверном увеличении содержания МДА, ДК, интенсивности ХЛ, на фоне достоверного снижения АОА, АРА, в плазме крови - содержания АК и а-ТФ, в эритроцитах -активности ферментов-антиоксидантов (СОД, каталазы, ГП, ГР). Максимальные значения данных сдвигов также отмечались на 2-3-й неделе иммобилизации. Следует отметить, что на 5-й неделе по сравнению с контролем активность каталазы и ГР была выше на 29,5%; р<0,01 и ГР на 10,7%, что свидетельствует о компенсированной реакции организма. В то же время активность СОД и ГП была ниже по сравнению с контролем на 14,6% и 18,0%; р<0,05 соответственно. Кроме того, в плазме крови установлено увеличение содержания ЦП на 1-й и 5-й неделе на 20,2% и 25,6% соответственно, что свидетельствует о компенсированной стрессовой реакции.
На 2-4-й неделе наблюдения отмечено снижение содержания ЦП на 22,1.13,6% относительно контроля, что свидетельствует о декомпенсации. Изучение устойчивости эритроцитов к гемолизу выявило снижение этого показателя у травматологических больных, особенно на 3-й неделе наблюдения. Результаты исследования коэффициентов {К|} и {К2} представлены на рисунке 3.
■
1
1
8-
Й-1 .2.
□ ХЛ (ЛПНП»ЛПОНП) «хс (ЛПНП»ЛПОНП>/ ХЛ (ЛПВП) ■ ХС (ЛПВП)
ВМДА (ЛПНП»ЛПОНП) «хс <ЛПНП»ЛПОНП) /МДЛ (ЛПВП) » ХС (ЛПВП)
Рисунок 3 - Величина коэффициентов {К[> и {Кг} у травматологических больных в зависимости от срока иммобилизации
Установлено достоверное снижение роли ЛПВП в поддержании оксидантного баланса при гиподинамии, которое проявлялось увеличением исследуемых коэффициентов, что имеет диагностическое значение.
Заключение
Комплексное исследование метаболизма позволило установить особенности биохимического реагирования и выявить зависимость основных показателей всех видов обмена веществ, интенсивности ЛПО и состояния АОЗ от уровня тренированности и спортивной специализации. Выявлены существенные сдвиги, в том числе усиление катаболической стадии и процессов ЛПО после дозированной физической нагрузки и в восстановительный период у нетренированных лиц. В то же время у высокотренированных лиц сдвиги катаболизма носили менее существенный характер, а в некоторых случаях наблюдалось снижение содержания продуктов катаболизма (например, у спортсменов 5-й группы имелась тенденция к снижению СП непосредственно после выполнения дозированной физической нагрузки и достоверное снижение на 17,0 % в восстановительном периоде). Установлено, что особенно у спортсменов циклических видов спорта после дозированной физической нагрузки и особенно в восстановительном периоде происходит снижение интенсивности процессов ЛПО. Это характеризуется уменьшением содержания начальных, промежуточных и вторичных продуктов ЛПО, что обусловлено 2 факторами:
I Активацией системы АОЗ тренированного организма. 2. Возможностью использования высокотренированным организмом по ходу выполнения мышечной деятельности промежуточных продуктов ЛПО в качестве источника энергии.
Коэффициент ХС/ФЛ определяет текучесть эритроцитарных мембран, способность эритроцита проникать в капилляры, а следовательно,
характеризует газотранспортную функцию эритроцита и снабжение тканей кислородом в целом. С другой стороны, наличие ненасыщенных жирных кислот в составе ФЛ определяет более высокую интенсивность процессов ЛПО у высокотренированных спортсменов в покое. Установлено, что оксидантный баланс в организме у тренированных лиц во многом определяет повышенное содержание ЛПВП в плазме крови, которые частично компенсируют низкую активность ферментов-антиоксидантов. Динамика коэффициентов {К|} и {К2} в состоянии покоя, через 5 и 30 минут после выполнения работы на биостенде показывает важность этого механизма в адаптации к регулярным физическим нагрузкам. Т. о., только комплексная оценка биохимических показателей раскрывает истинное значение каждого из изученных видов обмена веществ в адаптации к мышечной деятельности.
Эксперименты на животных позволили установить взаимосвязь между показателями плазмы крови и эритроцитов, с биохимическими показателями скелетной мышцы и внутренних органов. В целом полученные результаты можно соотнести с результатами биохимических исследований на людях, которые раскрывают некоторые новые аспекты адаптации. В частности, в наших опытах при регулярной умеренной плавательной нагрузке показана тенденция снижения в гомогенатах сердца, печени, почек и легких интенсивности процессов ЛПО и содержания ХС на фоне увеличения общей АОА и АРА. Однако в гомогенате скелетной мышцы мы наблюдали незначительное увеличение интенсивности процессов ЛПО по сравнению с контролем. Также отмечено снижение содержания ХС в скелетных мышцах на 15,1 %. Такие изменения по сравнению с контролем в скелетной мышце мы связываем с усилением обновления клеточных мембран, что является важным компонентом адаптации к мышечной деятельности. В целом следует отметить положительное влияние регулярной умеренной мышечной деятельности на состояние обмена веществ.
Физическая нагрузка является стрессом для организма с развитием соответствующей реакции на нее. Соответственно, чем больше объем мышечной деятельности, тем существеннее стрессовое воздействие на организм, которое сопровождается соответствующими метаболическими перестройками. При чрезмерной мышечной деятельности стрессовая реакция уже теряет защитную и адаптивную функцию и становится повреждающей. Установлено, что острое физическое перенапряжение сопровождается резким усилением процессов катаболизма и снижением АОА и АРА во всех исследуемых биологических объектах. Это находит свое отражение в содержании интермедиатов белкового, углеводного, липидного и пуринового обменов, ферментемии, а также перераспределения фонда ХС в организме. После напряженной мышечной деятельности установлено достоверное увеличение ОХС, СХС, р-ЛП и снижение КЭ. В эритроцитах - увеличение коэффициента ХС/ФЛ, в сердце, легких, печени и почках отмечалось накопление ХС. В скелетной мышце мы отмечали снижение содержания ХС на 30,5 %, что исходя, из структурной функции ХС, сопровождается снижением прочности мембран мышечных клеток. Несмотря на особенности
липопротеинового спектра у крыс, такие изменения мы можем трактовать как атсрогенные. В основе механизма таких изменений метаболизма при остром физическом перенапряжении, по нашему мнению, лежит энергодефицит, относительная гипоксия, на фоне повышенного потребления кислорода и, как следствие, повреждение клеточных мембран. Все это в комплексе имеет важное диагностическое значение для спортивной и профилактической медицины для оценки напряженности задаваемой работы.
Другая проблема, которую мы изучали в нашей работе, - гиподинамия. Ограничение повседневной двигательной активности также является стрессовой реакцией. Для оценки выраженности стрессовой реакции мы использовали определение в плазме крови содержание ЦП, что является ее надежным индикатором. По нашему мнению, увеличение содержания ЦП в ходе эксперимента в плазме крови свидетельствует о компенсированной стрессовой реакции, а его снижение о декомпенсированной. Это предположение подтверждается результатами исследований других авторов (Волчегорский И.А., Хребтова А.Ю. Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2004. Т.90-№3. С.13-15; Цейликман В.Э. и др. Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2005. Т.91-№4. С.394-399). В эксперименте на животных установлено, что гиподинамия затрагивает функционирование всех органов и систем. Это находит отражение в содержании интермедиатов и активности ферментов. Показано усиление катаболической стадии процесса, которая проявлялась увеличением содержания в плазме крови СП, мочевины, МК, на фоне значительного усиления ЛПО и АОЗ. Характерным является увеличение в плазме крови активности лизосомального фермента КФ. Вторичные продукты ЛПО, особенно МДА, являются лабилизаторами мембран лизосом, в том числе мышечных клеток, что приводит к усилению катаболизма и активности КФ в крови. Данному процессу способствует, начиная со 2-й недели эксперимента, снижение содержания в скелетной мышце стабилизатора мембран лизосом -ХС. Обращает на себя внимание изменение липопротеинового спектра в плазме крови, которое также можно назвать атерогенным. В эритроцитах, помимо усиления процессов ЛПО, снижения их устойчивости к гемолизу, содержания а-ТФ и активности каталазы, СОД, ГП, ГР, нами отмечено значительное увеличение коэффициента ХС/ФЛ. Это влияет на способность эритроцитов проникать в капилляры, а следовательно, на газотранспортной функции крови. В целом сдвиги метаболизма, которые мы наблюдали в эксперименте на животных, характерны и для травматологических больных. Однако, учитывая липопротеиновый спектр плазмы крови у людей, следует обратить внимание на значительное снижение роли ЛПВП в поддержании оксидантного баланса при длительном вынужденном ограничении двигательной активности.
Учитывая важную роль активации процессов ЛПО и снижения ресурсов АОЗ, нами в эксперименте на животных изучено влияние витаминов-ангиоксидантов С и Е. Применение АК и а-ТФ позволило значительно уменьшить проявления иммобилизацинного дистресс-синдрома, что подтверждается более низким содержанием продуктов ЛПО, метаболитов катаболической сдадии и активностью в крови ферментов ACT, АЛТ, КФ.
Рисунок 4 - Схема «порочного круга» при крайних изменениях двигательной активности
Атерогенные изменения фонда ХС также носили менее существенный характер. Т. о., обосновано их применение в комплексной терапии больных с длительным вынужденным ограничением двигательной активности.
Резюмируя результаты исследований, следует подчеркнуть, что на противоположные экстремальные воздействия (острое физическое перенапряжение и гиподинамия), организм реагирует во многом одинаково. Идентичная реакция на противоположные раздражители не является уникальной в биологии и медицине (например, ожог и отморожение). В наших исследованиях установлено, что, несмотря на некоторые особенности и отличия в развитии механизмов и времени проявляемых изменений, мы наблюдали следующие сдвиги метаболизма: активация процессов ЛПО (усиление интенсивности ХЛ, накопление ДК и МДА), снижение ресурсов АОЗ (снижение общей АОА и АРА, снижение активности ферментов-антиоксидантов: СОД, каталазы, ГП, ГР, ЦП, а также содержания аскорбата и а-токоферола), усиление катаболизма (увеличение содержания СП, мочевины, МК), перестройкой обмена ХС (снижение его содержания в скелетной мышце и атерогенные изменения в плазме крови, эритроцитах и внутренних органах).
Известно, что стрессорное воздействие сопровождается ингибированием 7а-холестеролгидроксилазы, одного из ключевых изоферментов мультиферментной системы цитохрома Р450, играющего ключевую роль в метаболизме и элиминации ХС. Поскольку стресс-реакция сопровождает как большую физическую нагрузку, так и ограничение двигательной активности, при воздействии на организм высока вероятность нарушения процессов элиминации ХС из биомембран и, соответственно, повышения их «микровязкости» и нарушения мембранно-зависимых процессов (Твердохлиб В.П., Никоноров A.A. Гигиена и санитария. 2002. №5. С.49-51).
Последовательность событий при формировании метаболических сдвигов представлена на рисунке 4.
Данная схема позволяет объяснить метаболические сдвиги и при других состояниях, связанных с изменением двигательной активности. Например, при состоянии детренированности высокая повседневная двигательная активность меняется на нормальную, что можно трактовать как относительную гиподинамию. Анализ некоторых публикаций показывает, что метаболические изменения при этом состоянии также укладываются в предложенную нами схему, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения.
Выводы
1. Уровень тренированности организма и эффективность адаптационного процесса к физическим нагрузкам определяются индивидуально-типологическими особенностями метаболизма, включая все виды обмена веществ.
2. Биоэнергетика спортсменов ациклических видов спорта характеризуется усилением фосфатных и анаэробных процессов, циклических -аэробных. Степень тренированности обеспечивается как эффективностью биоэнергетики, так и скоростью утилизации конечных продуктов метаболизма в восстановительный период.
3. В состоянии покоя у высокотренированных лиц усилена интенсивность процессов липопероксидации на фоне снижения показателей антиоксидантной активности, антирадикальной активности и. активности ферментов-антиоксидантов, что характеризует активацию обменных процессов и направлено на поддержание высокого уровня адаптации к регулярным и интенсивным мышечным нагрузкам.
4. Динамика сдвигов показателей состояния процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты после физической нагрузки и в восстановительный период всецело зависит от степени тренированности и спортивной специализации испытуемых. У нетренированных лиц и спортсменов массовых разрядов наблюдается усиление процессов липопероксидации и снижение показателей антиоксидантной защиты на фоне противоположных сдвигов у высокотренированных лиц, особенно в циклических видах спорта. Таким образом, с ростом тренированности возрастает роль системы антиоксидантной защиты в организме.
5. Состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты ограничивает физическую работоспособность и готовность индивидуума к повторным физическим нагрузкам. У тренированных лиц поддержание оксидантного баланса во многом осуществляется за счет антиоксидантных свойств липопротеинов высокой плотности, что подтверждается более низкими значениями диагностических коэффициентов у спортсменов.
6. Показатели, характеризующие процессы липопероксидации: интенсивность хемилюминесценции, диеновых конъюгатов, малонового диальдегида, а также системы антиоксидантной защиты: общей антиоксидантной активности, антирадикальной активности, активность супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, церулоплазмина, являются надежными критериями для оценки функционального состояния спортсмена.
7. Адаптация к мышечной деятельности характеризуется увеличением интенсивности обмена веществ в состоянии покоя, что проявляется большими значениями показателей белкового и пуринового обменов и снижением коэффициента холестрерол/фосфолипиды.
8. Умеренная мышечная деятельность оказывает благоприятное влияние на состояние обмена веществ, что проявляется снижением в плазме крови общего холестерола, свободного холестерола, р-липопротеинов, первичных и вторичных продуктах липопероксидации и увеличением коэффициента эстерификации. В эритроцитах снижается коэффициент холестеролфосфолипиды.
9. Одним из ведущих молекулярных механизмов, формирующих состояние острого физического перенапряжения, является снижение ресурсов антиоксидантной системы и усиление процессов липопероксидации в плазме крови, эритроцитах, скелетной мышце и органах - участниках функциональной системы, обеспечивающей двигательный акт.
10. Острое физическое перенапряжение сопровождается усилением катаболизма, ферментемией и неблагоприятной динамикой со стороны показателей, характеризующих обмен холестерола.
11 Снижение ресурсов антиоксидантной защиты и усиление процессов липопероксидации в условиях гиподинамии является одним из основных факторов, который способствует поломке компенсаторно-приспособительных механизмов организма. Это в свою очередь приводит к деградации клеточных мембран, выходу лизосомальных ферментов в скелетной мышце, атрофии, ферментемии и резкому преобладанию процессов катаболизма.
12. Снижение содержания холестерола в скелетной мышце в условиях гиподинамии приводит к компенсаторной реакции, которая связана с перераспределением фонда холестерола в организме и атерогенных изменениях и плазме крови, эритроцитах, внутренних органах. Учитывая то, что ХС является стабилизатором мембран лизосом, снижение его содержания в условиях гиподинамии в скелетной мышце способствует выходу ли юсомапьных ферментов, процессам атрофии и катаболизма.
13. Синхронное определение в плазме крови содержания общего белка, среднемолекулярных пептидов, мочевины, креатинина, общих липидов, триацилглицеролов, (3-липопротеинов, холестерола и его фракций, мочевой кислоты, активности аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, кислой фосфатазы, а также показателей интенсивности процессов липопероксидации и состояния системы антиоксидантной защиты характеризует их надежными критериями для оценки степени метаболических сдвигов в условиях гиподинамии.
14. Витамины-антиоксиданты (аскорбиновая кислота и а-токоферол), действуя на одно из звеньев патогенеза им мобилизационного дистресс-синдрома, существенно снижают эти проявления, что позволяет рекомендовать их для комплексной терапии состояний, связанных с ограничением двигательной активности.
Практические рекомендации
1. Для определения уровня и особенностей адаптационных возможностей организма, а также уровня тренированности спортсмена и готовности его к соревновательному и тренировочному процессу целесообразно проводить комплексную оценку метаболизма белков, углеводов, липидов, пуринов, биоэнергетики, а также свободнорадикального окисления и антиокидантной защиты.
2. Для контроля за эффективностью дозированной физической нагрузки, особенно у спортсменов и при проведении лечебно-реабилитационных мероприятий рекомендуется изучать следующие биохимические показатели: содержание общих липидов, триацилглицеролов, р-липопротеинов, холестерола и его фракций, коэффициент холестерол/фосфолипиды, лактата, креатинина, среднемолекулярных пептидов, мочевины, мочевой кислоты, активность лактатдегидрогеназы, аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, церулоплазмина, активность ферментативных и содержание неферментативных антиоксидантов,
содержание продуктов липопероксидации, общую антиоксидантную активность и антирадикальную активность.
3. Значительно повышается информативность при исследовании данных показателей не только в состоянии покоя и непосредственно после дозированной физической нагрузки, но и в восстановительный период.
4. При ведении больных с вынужденным ограничением двигательной активности необходимо учитывать, что значительное влияние на динамику биохимических показателей, а, следовательно, на общее состояние больного оказывают сдвиги метаболизма при гиподинамии. Такие биохимические показатели как среднемолекулярные пептиды, мочевина, креатинин, мочевая кислота, ß-липопротеины, холестерол и его фракции, коэффициент холестерол/фосфолипиды, активность кислой фосфатазы, аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, цероплазмина, активность ферментативных и содержание неферментативных антиоксидантов, общую антиоксидантную активность и антирадикальную активность целесообразно использовать для диагностики выраженности иммобилизационного дистресс-синдрома.
5. Учитывая значительное усиление процессов липопероксидации, снижение ресурсов антиоксидантной защиты, ухудшение газотранспортной функции крови целесообразно включение в комплексную терапию состояний связанных с острым физическим перенапряжением и вынужденным длительным ограничением двигательной активности антиоксидантов и антигипоксических средств.
Список опубликованных работ по теме диссертации
1. Еликов A.B. Особенности гемодинамики и метаболизма у лиц с различным уровнем адаптационного потенциала/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Мат. науч. сессии 2001 года: - Пермь: ПГМА - 2001. - С.38-39.
2. Еликов A.B. Оценка биохимического реагирования на физическую нагрузку у разноадаптированных лиц/ A.B. Еликов//Молодежь и медицинская наука в XXI веке. Материалы VII итоговой научно-практической конференции молодых ученых и студентов. - Киров: КГМА. - 2001. - С.219.
3. Цапок П.И. Способ количественного определения низкомолекулярных пептидов, белка, креатинина и мочевины в биологических жидкостях/П.И. Цапок, A.B. Еликов//Информационный листок №24-081-01 Кировского ЦНТИ. -Киров.-2001.-4с.
4. Еликов A.B. Взаимосвязь показателей метаболизма и системного гемодинамического обеспечения при мышечной деятельности у практически здоровых лиц/А.В. Еликов//Мат. науч. сессии: Кировский филиал АЕ РФ, Вятское региональное отделение РАЕН (14-15 ноября 2001 г.) Киров. - 2001. -С.67-68.
5. Еликов A.B. Показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты сыворотки крови у разноадаптированных лиц/А.В. Еликов//Вопросы теоретической и практической медицины: мат. 66-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых. - Уфа.- Здравоохранение Башкортостана. - 2001. - В 2-х томах. -Т.2. - С. 13.
Г> Цапок П.И. Способ определения общей антиоксидантной активности сыворотки крови/П.И. Цапок, A.B. Еликов//Информационный листок №24-00303. Кировского ЦНТИ. - Киров: Кировское ЦНТИ - 2002. - Зс.
7. Кликов A.B. Состояние перекисного окисления липидов у лиц с различным уровнем адаптационного потенциала при мышечной деятельности/А.В. Кликов//Вестник Российского государственного медицинского университета. -2003.-№2(28).-С. 165
8. Бликов A.B. Оценка сдвигов метаболизма при физической нагрузке с целью профилактики неинфекционных заболеваний/А.В. Бликов, П.И. Цапок//Актуальные проблемы профилактики неинфекционных заболеваний: мат. Всеросс. конф. (18-19 ноября 2003 г.). - Москва. - 2003 - С.72-73.
'). Еликов A.B. Свободнорадикальные процессы при мышечной деятельности/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Биохимия: от исследования молекулярных механизмов - до внедрения в практику и производство: материалы науч.-пр. конф. биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири (26-28 ноября 2003 г.). - Оренбург. - 2003. - С.39-41.
10. Бликов A.B. Свободнорадикальное окисление в миокарде и скелетной мышце при физической нагрузке различной интенсивности/А.В. Еликов// Молодежь и медицинская наука в XXI веке: Материалы VIII итоговой науч.-пр. конф. молодых ученых с междунар. участ. Киров: КГМА. - 2003. С.65.
11. Еликов A.B. Метаболическое и системное гемодинамическое обеспечение адаптации к физической нагрузке спортсменов различной специализации и степени тренированности/А.В. Еликов, М.И. Юкляевская, П.И. Цапок// Мат. науч. сессии Кировского филиала РАЕ и Кировского областного отделения РАЕН (30-31 марта 2004 г.). - Киров. - 2004. - С.65-67.
12. Кликов A.B. Показатели метаболизма протеинов и системного гемодинамического обеспечения в оценке уровня тренированности спортсмена/А.В. Еликов, М.И. Юкляевская, П.И. Цапок//Физической культуре в ВУЗах 75 лет: Мат. Всеросс. научн.-метод. конф. - М.: ВУНМЦ. - 2004. - С.41.
13. Еликов A.B. Изучения липопероксидации и антиоксидантной защиты в процессе выполнения физической нагрузки и восстановительного периода/А.В. Кликов, М.И. Юкляевская, П.И. Цапок//Физической культуре в ВУЗах 75 лет: Мат. Всеросс. науч.-метод. конф. -М.: ВУНМЦ. - 2004. - С.40.
14. Еликов A.B. Прогностическая ценность комплексного изучения показателей метаболизма и системного гемодинамического обеспечения у спортсменов в процессе выполнения физической нагрузки и восстановительного периода/А.В. Кликов, М.И. Юкляевская, П.И. Цапок//Совершенствование профессиональной подготовки специалистов в области физической культуры и спорта в современных условиях: Тезисы докладов межрегиональной науч.-пр. конф. (2324 декабря 2004 г.). - Киров: ВГГУ. - 2004. - С.54-56.
15. Кликов A.B. Значение процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты при различном уровне двигательной активности человека/А.В. Еликов, 11.И. Цапок//Паллиативная медицина и реабилитация. - М., - 2004 - №4. - С.26.
16. Кликов A.B. Процессы липопероксидации и антиоксидантная активность при мышечной деятельности различной интенсивности/А.В. Еликов// Вестник
Российского государственного медицинского университета - М. - 2004 - №3 (34): спец. вып. - С. 155-156.
17. Еликов A.B. Состояние липопероксидации в скелетной мышце и ее роль в развитии компенсаторно-приспособительных механизмов при иммобилизационном дистресс-синдроме/А.В. Еликов, П.И. Цапок// Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспекты: Мат. Всеросс. конф. (5-7 октября 2004 г.) - Новосибирск: СИБВУЗИЗДАТ, 2004. - С.213-214.
18. Еликов A.B. Оксидантный стресс при иммобилизации различной продолжительности/А.В. Еликов//Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины: III конф. молодых ученых России с междунар. участием (20-24 января 2004 г.). - НИЦ ММА им. Сеченова, Москва. - 2004. -С.50-51.
19. Еликов A.B. Физиолого-биохимические механизмы адаптации скелетной мышцы и органов при иммобилизации/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Тезисы докладов II симпозиума с междунар. участием «Проблема адаптации к экологическим и социальным условиям Севера» (1-3 июня 2004 г., г. Сыктывкар) - Сыктывкар: Коми НЦ Уро РАН. - 2004. -С.39-40.
20. Еликов A.B. Значение оценки состояния процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты в реабилитации спортсменов/А.В. Еликов, М.И. Юкляевская, П.И. Цапок//Материапы VIII конгресса с междунар. участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении» (Турция) -Паллиативная медицина и реабилитация. - М. — 2005. - №2. - С.23.
21. Еликов A.B. Биохимический контроль и реабилитация у лиц с различным уровнем физической активности/А.В. Еликов, М.И. Юкляевская, П.И. Цапок // Здоровье нации - основа процветания России: Материалы конгресса Всероссийского форума (1-5 июня 2005 г. г. Москва). М.: НЦ ССХ им. Бакулева РАМН. - 2005. - С.63-64.
22. Еликов A.B. Метод определения антирадикальной активности эритроцитов/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Инф. Листок № 24-025-05. Кировский ЦНТИ. - Киров. - 2005. - Зс.
23. Еликов A.B. Состояние липопероксидации и антиоксидантной зашиты при иммобилизационном дистресс-синдроме/А.В. Еликов, С.А. Караваев// Вятский медицинский вестник. - 2005. - №1. - С.69
24. Еликов A.B. Применение аскорбата и а-токоферола при иммобилизационном дистресс-синдроме/А.В. Еликов, С.А. Караваев, П.И. Цапок// Оптимальное питание и здоровье нации: Материалы VIII Всероссийско-го конгресса к 75-летию Государственного учреждения НИИ питания РАМН (26-28 октября 2005 г.). - Москва. - 2005. - С.91
25. Еликов A.B. Комплексная биохимическая оценка при ограничении двигательной активности различной продолжительности/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Мат. межрегиональной науч.-пр. конф. «Новая идеология в единстве фундаментальной науки и клинической медицины» (1-2 июня 2005 г.). -Самара: Содружество Плюс. - 2005. - С. 103-107.
26. Кликов A.B. Метод определения конечных продуктов липопероксидации (оснований Шиффа) в плазме крови и эритроцитах/А.В. Еликов, П.И. Цапок// Инф. Листок № 24-005-06. Кировский ЦНТИ. - Киров. -2005. - 4с. 27 Еликов A.B. Витамины-антиоксиданты в комплексной терапии иммобилизационного дистресс-синдрома/А.В. Еликов, С.А. Караваев, П.И. Цапок, О.В. Еликова, О.В. СитниковаУ/Проблемы питания: гигиена, безопасность, регионально-ориентированный подход: Мат. 1-ой Региональной науч.-пр. конф. (23 марта, 2006 г.). - Киров: КГМА. - 2006. - С. 76-77.
28. Еликов A.B. Взаимосвязь процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты со степенью тренированности и специализацией спортсмена/А.В. Еликов//Мат. VI междунар. науч. конф. молодых ученых «Актуальные вопросы спортивной медицины, лечебной физической культуры и курортологии» -журн. Российской ассоциации по спортивной медицине и реабилитации больных инвалидов. -М. - 2007. - №2(22)- С. 17-18.
29. Караваев С.А. Комплексная биохимическая оценка при различном сроке иммобилизации у больных с переломами голени и бедра/С.А. Караваев, A.B. Еликов//Вятский медицинский вестник: спец. вып. - 2007.-№1.- С.53.
30. Еликов A.B. Состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты в эритроцитах у спортсменов/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Вятский медицинский вестник. Специальный выпуск. Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. «Актуальные вопросы современной биохимии» (18-19 октября 2007 г.). -КГМА, Киров. - 2007. - С.95-97.
31. Еликов A.B. Состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты при длительной иммобилизации/А.В. Еликов, С.А. Караваев//Мат. Всеросс. науч.-пр. конф. «Клеточные и нанотехнологии в биологии и медицине» (3-4 октября 2007 г.) - Курган. - 2007. - С.41-42.
32. Еликов A.B. Комплексная биохимическая оценка у спортсменов в процессе выполнения дозированной физической нагрузки и восстановительном периоде/А.В. Еликов, М.И. Кокушева, П.И. Цапок// Теория и практика физической культуры. -2008. - №1. - CJ3-37.
33. Еликов A.B. Особенности процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты в эритроцитах у спортсменов циклических и ациклических видов спорта при дозированной физической нагрузке и восстановительном периоде/А.В. Еликов, М.И. Кокушева, П.И. Цапок //Медико-физиологические проблемы экологии человека: Мат. III Всеросс. конф. с междунар. участием (22-26 сентября 2009 г.). -Ульяновск: УлГУ, -2009. - С. 124-126.
34. Еликов A.B. Комплексная оценка метаболизма при адаптации к мышечной деятельности/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Пермский медицинский журнал. - 2009. - Т.26, №3. - С.115-119.
35. Еликов A.B. Состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты при адаптации к мышечной деятельности/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Пермский медицинский журнал. - 2009. - Т.26, №4. -С.111-115.
36. Еликов A.B. Состояние метаболизма у больных с переломами голени и бедра в зависимости от срока иммобилизации/А.В. Еликов, С.А. Караваев, П.И.
Цапок//Мат. Росс. конф. «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии», (5-8 октября 2009 г.) - Челябинск.-2009. - С. 115-И7.
37. Еликов A.B. Перспектива применения антиоксидантов в комплексной терапии при иммобилизации у больных с переломом костей голени и бедра /A.B. Еликов, П.И. Цапок//«Актуапьные проблемы потребительского рынка товаров и услуг: мат. межрегиональной науч.-пр. конф. (26 декабря 2009 г.) -Киров: КГМА - 2009. - С.201-202.
38. Еликов A.B. Показатели обмена холестерола у больных с переломом голени и бедра в зависимости от срока иммобилизации/А.В. Еликов, С.А. Караваев, П.И. Цапок//Клиническая биохимия: единство фундаментальной науки и лабораторной диагностики: мат. региональной науч.-пр. конф. (4 февраля 2010 года, г. Ижевск). - Ижевск - 2010. - С.54-57.
39. Еликов A.B. Состояние обмена холестерола у спортсменов различной степени тренированности циклических и ациклических видов спорта/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Клиническая биохимия: единство фундаментальной науки и лабораторной диагностики: мат. региональной науч.-пр. конф. (4 февраля 2010 года, г. Ижевск). - Ижевск-2010. - С. 51-53.
40. Еликов A.B. Биохимическая оценка эффективности применения витаминов-антиоксидантов при гиподинамии/А.В. Еликов, П.И. Цапок// Пермский медицинский журнал. - 2010. - Т.27, №2. - С.103-108.
41. Еликов A.B. Комплексная оценка белкового, пуринового, углеводного и липидного метаболизма при умеренной и напряженной мышечной деятельности//А.В. Еликов, П.И. Цапок//Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2010. - № 2. - С.27-30.
42. Еликов A.B. Влияние витаминов-антиоксидантов С и Е на состояние липидного обмена при гиподинамии/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Пермский медицинский журнал. - 2010. - Т.27, №3. - С.98-103.
43. Еликов A.B. Оксидантный баланс в эритроцитах спортсменов циклических и ациклических видов спорта/А.В. Еликов, П.И. Цапок// Казанский медицинский журнал. - 2010. - Т.91, №5. - С.663-666.
44. Еликов A.B. Роль гематологических показателей в оценке состояния у травматологических больных в зависимости от срока иммобилизации/А.В. Еликов, С.А. Караваев, П.И. Цапок, Т.В. Симкина//Актуальные вопросы трансфузиологии и клинической медицины: материалы Всероссийской науч,-прак. конф., посвященной 50-летию ФГУ «Кировский НИИ гематологии и переливания крови ФМБА России» с между нар. участием (6-7 октября 2010 г.) -Киров. - 2010.-С.321-323.
45. Еликов A.B. Гематологические показатели в оценке тренированности у спортсменов/А.В. Еликов, П.И. Цапок, Т.В. Симкина//Актуальные вопросы трансфузиологии и клинической медицины: мат. Всеросс. науч.-прак. конф., посвященной 50-летию ФГУ «Кировский НИИ гематологии и переливания крови ФМБА России» с между нар. участием (6-7 октября 2010 г.) - Киров. -2010.-С.320-321.
46. Еликов A.B. Обмен холестерола и состояние процессов липопероксидации при гиподинамии. Эффект применения аскорбиновой
кислоты и а-токоферола/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Вопросы питания.
2010. - Т.79, №6. - С.38-41.
47. Кликов A.B. Влияние применения витаминов С и Е на состояние метаболизма при гиподинамии/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг: мат. Всеросс. науч.-пр. конф. с между нар. участием. - Киров: КГМА. - 2011. - С.306-307.
48. Кликов A.B. Эффективность применения витаминов С и Е на показатели из липидного обмена при гиподинамии/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг: мат. Всеросс. науч.-пр. конф. с междунар. участием. - Киров: КГМА. - 2011. - С.307-308.
49. Еликов A.B. Роль липопротеинов в поддержании оксидантного баланса у спортсменов циклических и ациклических видов спорта / A.B. Еликов, II.И. Цяпок//Казянский медицинский журнал. - 2011. - Т.92, №3. - С.324-327.
50. Еликов A.B. Зависимость показателей липопероксидации, антиоксидантной активности и осмотической устойчивости эритроцитов у больных с переломами костей голени и бедра от срока иммобилизации // A.B. Еликов, П.И. Цапок//Сибирский медицинский журнал (Томск). - 2011.
- Т.26, №2, вып. 1 - С.133-135.
51. Еликов A.B. Оксидантный баланс в эритроцитах у больных с переломами костей голени и бедра в зависимости от срока иммобилизации/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Казанский медицинский журнал. - 2011. - Т.92, №4. - С.508-510.
52. Еликов A.B. Состояние липидного обмена у больных с переломами костей голени и бедра в зависимости от срока иммобилизации/А.В. Еликов, С.А. Караваев, П.И. Цапок//Сибирский медицинский журнал (Томск).-2011.-Т.26,№3, вып. 1 -С.112-114.
53. Еликов A.B. Липопероксидация и антиоксидантная защита при умеренной и напряженной мышечной деятельности/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2011.
- № 3. - С.43-46.
54. Еликов A.B. Состояние процессов липопероксидации, антиоксидантной защиты и осмотическая устойчивость эритроцитов при физической нагрузке различной напряженности/А.В. Еликов, П.И. Цапок//Пермский медицинский журнал. - 2011. - Т.28, №5. - С.96-101.
55. Еликов A.B. Роль липопротеинов в поддержании оксидантного баланса у больных с переломами костей голени и бедра при иммобилизации/А.В. Еликов, С.А. Караваев, П.И. Цапок//Пермский медицинский журнал. -
2011. - Т.28, №6. - С.80-85.
56. Еликов A.B. Особенности метаболизма у больных с переломом костей голени и бедра в зависимости от срока иммобилизации / A.B. Еликов, С.А. Караваев, П.И. Цапок // Клиническая лабораторная диагностика. - 2012. -Xsl.-C.6-8.
57. Еликов A.B. Взаимосвязь показателей липопероксидации, липидного обмена и осмотической устойчивости эритроцитов у спортсменов циклических и ациклических видов спорта/А.В. Еликов, П.И. Цапок// Гигиена и санитария. - 2012- Xsl. - С.84-87.
Список сокращений
АК - аскорбиновая кислота AJIT - аланинаминотрансфераза ACT - аспартатаминотрансфераза АОА — антиоксидантная активность АОЗ - антиоксидантная защита АРА - антирадикальная активность Вт - ватт
ГП - глутатионпероксидаза
ГР - глутатионредуктаза
ДК - диеновые конъюгаты
ИА - индекс атерогенности
ИБС - ишемическая болезнь сердца
КФ (общ) — кислая фосфатаза, общая
КФ(т/л) - кислая фосфатаза, тартратлабильная фракция
КФ(т/ст) - кислая фосфатаза, тартратстабильная фракция
КЭ - коэффициент эстерификации
ЛДГ - лактатдегидрогеназа
ЛП - липопротеины
ЛПО - липопероксидация
МДА - малоновый диальдегид
МК - мочевая кислота
ЛПВП - липопротеины высокой плотности
ЛПНП - липопротеины низкой плотности
ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности
ОБ - общий белок
ОЛ - общие липиды
ОХС - общий холестерол
ПОЛ - перекисное окисление липидов
СОД - супероксиддисмутаза
СП - среднемолекулярные пептиды
СХС - свободный холестерол
ТАГ - триацилглицеролы
ФЛ - фосфолипиды
ХЛ - хемилюминесценция
ХС - холестерол
ЧСС - частота сердечных сокращений ЭХС - эстерифицированный холестерол а-ТФ - а-токоферол
15-520
На правах рукописи
Еликов Антон Вячеславович
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ К ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ И ГИПОДИНАМИИ
03.01.04 - Биохимия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук
20142501
Челябинск - 2015
Подписано в печать 20.10.2014. Формат 60x84/16. Бумага офисная. Усл. печ. л. 2.0. Тираж 100 экз. Заказ 968. Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России, г. Киров, ул. К. Маркса, 112
2014250197
-
Еликов, Антон Вячеславович
-
доктора медицинских наук
-
Челябинск, 2015
-
ВАК 03.01.04
- Нетрадиционные методы ускорения процессов восстановления у быстроаллюрных тренируемых лошадей
- Функциональное состояние организма учащихся 1-6-х классов в условиях применения вариативных образовательных и физкультурно-оздоровительных технологий
- Влияние гипокинезии в период беременности на гормональные взаимодействия в системе мать-плод и эндокринную функцию плода в раннем постанатальном онтогенезе
- Концентрация ацетилхолина и активность ацетилхолинэстеразы сердца растущих гипокинезированных крыс после выполнения физических нагрузок различной мощности
- Особенности морфофункционального развития организма детей в пре- и пубертатном периоде онтогенеза с различным уровнем двигательной активности
