Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микроциркуляторные эффекты биологической активности апипродукта из трутневого расплода в условиях повышенного двигательного режима

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Микроциркуляторные эффекты биологической активности апипродукта из трутневого расплода в условиях повышенного двигательного режима"

На правах рукописи

c-ift

Голощапова Светлана Сергеевна

МИКРОЦИРКУЛЯТОРНЫЕ ЭФФЕКТЫ БИОЛОГИЧЕСКОИ АКТИВНОСТИ АПИПРОДУКТА ИЗ ТРУТНЕВОГО РАСПЛОДА В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОГО ДВИГАТЕЛЬНОГО РЕЖИМА (ЭКСПЕРИМЕНТ АЛЬНО-ГИСТОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

18 MAP 2015

Смоленск 2015

005560856

005560856

Работа выполнена на кафедре биологии ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет им. ак. И.Г. Петровского»

Научный руководитель: доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Ростовцев Владимир Леонидович

Официальные оппоненты: Молотков Олег Владимирович,

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой патологической физиологии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздрава РФ;

Цехмистренко Татьяна Александровна,

доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры анатомии человека медицинского факультета ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов».

Ведущая организация: ФГБУ «Федеральный научный центр физической культуры и спорта», г. Москва.

Защита состоится « 24 » апреля 2015 г. в 11.30 часов на заседании диссертационного совета ДЗ 11.008.01 в Смоленской государственной академии физической культуры, спорта и туризма по адресу: 214018, г. Смоленск, проспект Гагарина, 23, зал ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Смоленской государственной академии физической культуры, спорта и туризма и на сайте www.sgafkst.ru

Автореферат разослан « t> » ¿¿¿¿^/ЯЗ-2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат педагогических наук,

доцент Александр Иванович Павлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В современном спорте при постоянно возрастающей интенсивности и объемах тренировочных и соревновательных нагрузок существует проблема поиска средств для эффективной коррекции различных нарушений адаптационного процесса и средств восстановления (Сейфулла Р.Д., Кондрашин И.М. Адаптогены в спорте высших достижений // Спортивная медицина: наука и практика. 2011. №1. С. 54-55).

Перспективными средствами выступают те, которые не наносят ущерба здоровью спортсмена, оказывают положительное влияние в условиях интенсивных нагрузок и не являются запрещенными. Удачным сочетанием является использование природных средств, выступающих в качестве адаптогенов, которые физиологично толерантны для функциональных систем организма (Брехман И. И. Человек и биологически активные вещества. М.: Наука, 1980.119 е.). Адаптогены повышают неспецифическую устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды и, тем самым, способны повысить физические возможности организма спортсмена (Арансон М. В., Португалов С.Н. БАД в спортивном питании — современный подход.//Материалы I Всероссийского конгресса с междн. участ. «Медицина для спорта». 19-20 сентября 2011 г., Москва. Москва, 2011. С. 15-19).

Несмотря на большой спектр применяемых средств растительного и животного происхождения, актуальным выступает применение продуктов пчеловодства (Бурмистрова JI.A. Физико-химический анализ и биохимическая оценка биологической активности трутневого расплода: дис...канд. биол. наук. Рязань, 1999. 172 с.) с целью расширения функциональных возможностей организма спортсмена, предупреждения возникновения состояния перенапряжения и заболеваний, связанных с ним, что открывает новые рубежи в спортивных достижениях.

Установлено, что физическая нагрузка оказывает значительное влияние на сердечно-сосудистую систему, системную гемодинамику, состояние сосудистого русла. При достаточной изученности процессов центральной гемодинамики, исследования периферического кровообращения представлены недостаточно широко. При чрезмерных физических нагрузках система микрогемоциркуляции выступает одним из лимитирующих звеньев, определяющих максимальную работоспособность (Козлов, В.И. Развитие системы микроциркуляции. М.: РУДН, 2012. 314 е.).

Способность спортсмена выдерживать интенсивный обмен веществ (физические нагрузки) зависит от состояния микроциркуляции организма. Поэтому, с одной стороны, особый интерес приобретают исследования состояния микроциркуляции при физических нагрузках и мышечной деятельности (Станкевич A.B., Тихомирова И.А. Применение метода ЛДФ в оценке адаптации системы микроциркуляции к систематическим мышечным нагрузкам // Микроциркуляция и гемореология (от ангиогенеза до

центрального кровообращения) IX Международная конференция (29 июня-2 июля, 2013). Ярославль. Ярославль: Изд. ЯГПУ им К.Д. Ушинского, 2013. С. 102).

С другой стороны, изучение влияния природных адаптогенов на систему микроциркуляции спортсменов разных возрастных групп позволяет определить изменения функционального резерва и условия эффективной адаптации микроциркуляторного русла к физическим нагрузкам в разные возрастные периоды, что позволит наиболее рационально построить тренировочный процесс и не допустить срыва адаптации.

Между тем, свойства апипродукта Билар как адаптогена для использования в спорте практически не исследованы, что и определило основное направление нашей работы.

Цель исследования — изучить микроциркуляторные эффекты биологической активности апипродукта из трутневого расплода в условиях повышенного двигательного режима.

Объект исследования. Тканевой кровоток у животных и человека, физическая выносливость, микроскопическое строение скелетной и сердечной мышцы, гематологические и биохимические показатели крови белых мышей.

Предмет исследования. Показатели, характеризующие микроскопические особенности мышечной ткани, гематологические и биохимические изменения крови в организме белых мышей и микроциркуляторные процессы у лыжников-гонщиков на фоне физической нагрузки и курсового воздействия природного адаптогена, полученного из трутневых личинок медоносной пчелы.

Гипотеза исследования. Предполагалось, что курсовое применение апипродукта Билар существенно повысит физическую выносливость белых мышей за счет расширения функциональных возможностей системы микроциркуляции. Оптимизирующий и стимулирующий эффекты Билара будут способствовать усилению адаптационного потенциала и оптимизации транспорта кислорода из крови в ткани у лыжников-гонщиков, что повысит их соревновательную готовность.

Задачи исследования:

1. Выявить влияние апипродукта Билар на уровень перфузии и транспорт кислорода в системе микроциркуляции у животных и человека.

2. Изучить адаптационный потенциал системы микроциркуляции при сочетанном применении апипродукта Билар и физической нагрузки у животных и человека.

3. Определить динамику изменения массы тела и физической выносливости мышей при потенцировании адаптогеном Билар.

4. Выявить гематологические и биохимические особенности показателей крови экспериментальных животных под влиянием курсового применения Билара.

5. Изучить атияние апипродукта Билар на микроскопическое строение поперечнополосатой мускулатуры животных.

Научная новизна работы.

- Исследована система микроциркуляции у мышей при курсовом приеме адаптогена, полученного из трутневых личинок медоносной пчелы.

- Показано повышение физической выносливости белых мышей при курсовом применении Билара.

- Выявлено улучшение гематологических и биохимических показателей крови при курсовом приеме апипродукта Билар.

- Выявлено, что при курсовом применении Билара во время физических нагрузок увеличивается толщина мышечных волокон как в скелетной, так и сердечной поперечнополосатой мышечной ткани. Толщина эндомизия в скелетной мускулатуре, как и толщина соединительнотканных волокон в сердечной мышце снижается.

- Показано, что апипродукт Билар расширяет функциональный резерв системы микроциркуляции и улучшает транспорт кислорода у спортсменов разных возрастных групп в состоянии оперативного покоя и при выполнении тренировочных физических нагрузок.

Теоретическая и практическая значимость.

Результаты проведенного исследования углубляют и дополняют представление о биологической ценности апипродукта Билар, получаемого на основе трутневых личинок. Полученный материал позволяет обосновать применение Билара как природного адаптогена, который повышает физическую выносливость, улучшает обмен веществ и транспорт кислорода в системе микроциркуляции.

Получены новые данные о возрастных изменениях в системе микроциркуляции у лыжников-гонщиков, которые в значительной степени предопределяют теоретическую базу для дальнейших научных исследований в области спортивной физиологии. Показано, что в состоянии относительного покоя природные адаптогены способствуют повышению экономичности в работе системы микроциркуляции, тогда как при физических нагрузках расширяют ее функциональные возможности, увеличивая доставку кислорода к рабочим органам.

Работа вносит вклад в решение одной из проблем восстановительной и спортивной медицины, заключающийся в оптимизации функции системы микроциркуляции спортсменов с помощью природного адаптогена. Изученный биостимулятор может быть рекомендован для включения в состав спортивного питания.

Основные положения диссертационного исследования используются в учебно-педагогическом процессе на кафедре биологии Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, кафедре биологических дисциплин Смоленской государственной академии

физической культуры, спорта и туризма, в образовательном процессе Брянского государственного училища (техникума) олимпийского резерва.

Полученные результаты используются при построении тренировочного процесса лыжников-гонщиков в Брянском государственном училище (техникуме) олимпийского резерва, ДЮСШ «Рекорд» г. Брянска, ДЮСШ "Буревестник" г. Севска Брянской области.

Личное участие автора в получении результатов. Диссертантом лично обоснован выбор методик для научного исследования, аргументировано доказана целесообразность использования спортсменами биостимулятора животного происхождения с целью повышения функциональных возможностей организма при физических нагрузках и в восстановительный период. Соискатель лично провела весь объем инструментальных исследований, обработку полученных результатов, сформировала базу данных, выполнила их статистический анализ и обобщение.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Применение современного метода исследования системы микроциркуляции показало, что в результате тренировочных и соревновательных нагрузок в циклическом виде спорта в сочетании с приемом апипродукта Билар формируются механизмы, направленные на улучшение экономичности в работе, повышение чувствительности сосудов микроциркуляторного русла к физическим нагрузкам и совершенствование механизмов регуляции тканевого кровотока.

2. При систематических физических нагрузках в сочетании с приемом Билара повышается физическая выносливость экспериментальных белых мышей. Наблюдаются системные изменения в микроскопическом строении поперечнополосатой скелетной мускулатуры, сердечной мышце, системе крови белых мышей.

3. Применение Билара у белых мышей изменяет интенсивность микрокровотока, повышает реактивность микрососудов, в основе которых лежит работа активных и пассивных механизмов регуляции микроциркуляции.

4. При курсовом приеме Билара у лыжников-гонщиков в зависимости от возраста в разной степени повышается интенсивность микроциркуляции, изменяется диффузия кислорода из крови в ткани, совершенствуются механизмы регуляции тканевого кровотока.

Организация исследований. Работа выполнена в период 2012-2015 гг. во время обучения по программе специалитета и в аспирантуре ФГБОУ БПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского».

Связь работы с плановыми исследованиями и научными программами. Работа выполнена при финансовой поддержке внугривузовского гранта ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского» № 2-И-ст в 2013 г.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены и получили положительную оценку на Международной научно-практической Интернет конференции «Актуальные проблемы современной биологии, морфологии и экологии животных» (Брянск, 2013), Международных научно-практических конференциях: «Микроциркуляция и гемореология (от ангиогенеза до центрального кровообращения» (Ярославль, 2013), «Влияние внешних факторов среды на здоровье населения» (Петропавловск, 2013), «Среда, окружающая человека: природная, техногенная, социальная» (Брянск, 2013), «Современные средства повышения физической работоспособности спортсменов» (Смоленск, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, 6 работ в прочих изданиях.

Структура и объем диссертации. Основной текст диссертации изложен на 143 страницах и состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 343 источника, в том числе 105 на иностранных языках, и приложений. Основной текст иллюстрирован 13 таблицами и 19 рисунками.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для выполнения целей и задач исследования нами проведены опыты на белых беспородных мышах - самцах массой 18-22 г. Животные были получены из Центрального питомника лабораторных животных Российской академии медицинских наук, пос. Крюково Московской области.

В экспериментальную группу (ЭГ) и контрольную группу (КГ) брали мышей одинаковой массы (по 40 мышей в каждой группе). Взвешивание животных проводилось на 1-й, 5-й, 10-й, 15-й, и 21-й дни исследования. Взвешивание животных проводили натощак, непосредственно перед введением Билара или дистиллированной воды в контроле на весах Vibra AJH - 420 CE (Shinko DENSHI, Япония), имеющих разрешающую способность до 0,001 г.

Эксперименты осуществлялись в осенне-зимний период. Все опыты проводили в одно и то же время суток. Животных содержали в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных целей. (Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (EST№ 123), г. Страсбург, 18. 03. 1986 г. М.,1990. 12 с.).

Животные содержались в стандартных условиях вивария. Умерщвление животных осуществляли декапитацией в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденными приказом МЗ СССР № 742 от 13.11.1984 (Большаков О.П., Незнанов Н.Г, Бабахнян Р.В. Дидактические и этические аспекты проведения исследований на биомоделях и на лабораторных животных // Качественная клиническая практика. 2002. №1. С.58-61).

В течение 21 дня животные получали водный раствор Билара per os в дозировке 10 мг/кг (Бурмистрова JI.A. Физико-химический анализ и биохимическая оценка биологической активности трутневого расплода: дис... канд. биол. наук. Рязань, 1999. 172с.). Апипродукт Билар был предоставлен ООО МИП «Апипродукт», г. Брянск, Россия (Патент №2473355). При введении препарат растворяли в 0,3 мл воды и через зонд вводили мышам в желудок ежедневно, утром, натощак. Животным КГ вводили аналогичный объем дистиллированной воды.

Выносливость мышей при физических нагрузках оценивали по стандартной методике (Эмирова Л.Р. Потенцирование цитаминами действия лекарственных веществ, повышающих выносливость спортсменов: дис... канд. мед. наук: 14.00.25. Москва, 2004. 125 с.) по тесту продолжительности бега в третбане. Животные из каждой группы подвергались ежедневным тренировочным нагрузкам в режиме высокой мощности нагрузки, которая моделировалась бегом на третбане со скоростью 29 — 31 м/мин. Продолжительность ежедневных тренировок мышей составляла 5 минут.

Выносливость мышей тестировали на 1-й, 5-й,10-й, 15-й, и 21-й дни тренировки на фоне введения препаратов (или дистиллированной воды в контроле). Тестирование выносливости проводилось в тех же условиях, что и тренировка. Выносливость тестировалась через 1 час после введение препарата (Петренко Е.Р. Сравнительное фармакологическое изучение адаптогенных свойств препаратов женьшеня: дис...канд. биол. наук: 14.00.25. Санкт-Петербург,1998. 126 с.) до полного утомления, критерием которого было отсутствие реакции мышей на раздражение электрическим током лапок и хвоста животных (Стратиенко, E.H. Влияние фенилэтилзамещенных производных 3-оксипридина на физическую работоспособность мышей в условиях гипобарической гипоксии: дис... канд. мед. наук. Брянск, 1996. ДСП. 201 е.). Продолжительность бега регистрировали в секундах.

Исследование микрогемодинамики проводили в области кожи правой тазовой конечности мыши в течение 3 минут с помощью лазерного анализатора «ЛАКК-М» (НПП «ЛАЗМА», Россия). Шерсть перед исследованием с правой тазовой конечности мыши предварительно удаляли. Исследование проводилось в состоянии покоя, через час после введения Билара, и сразу после окончания бега в третбане. Исследование микрогемодинамики проводилось в 1-й, 10-й и 21-й дни эксперимента.

Часть животных (по 5 мышей из каждой группы) в 1-й, 10-й и 21-й день эксперимента забивалась декапитацией, и осуществлялся забор крови. Сердце и четырехглавая мышца бедра правой тазовой конечности извлекались в 1-й и 21-й дни исследования для проведения гистологических исследований с использованием стандартных методик получения гистологических препаратов (Conti C.J. et al. Atlas of laboratory mouse histology. Texas University, 2004. 195 p.). Для гистологических исследований

использовали кусочки срединной части миокарда левого желудочка сердца и четырехглавую мышцу бедра правой тазовой конечности.

На гистологических препаратах сердца измеряли: максимальный (шах) и минимальный (min) диаметр ядер, толщину соединительнотканных прослоек сердца и толщину мышечных волокон сердца. На основании измерений вычисляли объем ядер кардиомиоцитов (Малашко, В.В. Гистологические и морфометрические методы исследования. Горки, 1993. 24 е.):

V = -*AB* 6

На гистологических препаратах четырехглавой мышцы бедра измеряли: максимальный (шах) и минимальный (min) диаметр ядер миосимпласта, толщину эндомизия и толщину мышечных волокон. Для измерения использовали фотографии, полученные с использованием цифровой фотокамеры Panasonic DMC-LS85 на микроскопе JENAMED2 (Германия), окуляр GF - PW 10, объективы 3.2х/0,06, 10х/0,20, 20х/0,40, 40х/0,65, ЮОх/1.30. Измерения проводились с использованием программы AxioVision Reí 4.8.

В крови определялись следующие показатели: количество эритроцитов (1012/л), концентрация гемоглобина (г/л), количество тромбоцитов (10%), количество лейкоцитов(10?/л), лейкоцитарная формула (процентное отношение палочкоядерных нейтрофилов, сегментоядерных нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов и эозинофилов, %). Также был проведен анализ изменения активности ферментов: щелочной фосфатазы (ЩФ, МЕ/л), аспартатаминотрансферазы (АСТ,МЕ/л) и аланинаминотрансферазы (АЛТ, МЕ/л), а также иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA (г/л). Анализ образцов крови был проведен клинической лабораторией Брянского клинико-диагностического центра.

Названия анатомических структур и образований приведены в соответствии с Международной анатомической ветеринарной номенклатурой -Nommica anatómica Veterinaria 1994 (Nomica Anatómica Veterinaria. 4 Edition // Zurich and Itaca. New-York, 2000. 256 p), гистологических структур -Международной гистологической номенклатурой (Международная гистологическая номенклатура (на латинском, русском и английском языке). Под ред. В.В. Семченко, Р.П. Самусева, М.В. Моисеева, З.Л. Колосовой. Омск: Омская медицинская академия, 1999. 156 е.). Статистическую обработку данных проводили с использованием критерия Стьюдента и критерия Манна-Уитни на персональном компьютере Asus PR05DIP.

В исследовании приняли участие лыжники-гонщики мужского пола двух возрастных групп: 12-15 лет (54 человека), 18-20 лет (58 человек), которые на протяжении 21 дня ежедневно употребляли Билар в расчете 10 мг/кг массы тела. Прием апипродукта осуществлялся утром, натощак. Контрольная группа спортсменов принимала в качестве плацебо картофельный крахмал.

Все участники эксперимента были проинформированы о целях, методах, возможных побочных эффектах, продолжительности исследования. После этого у лыжников-гонщиков было получено письменное согласие на их участие в эксперименте.

Исследование ЛДФ проводилось до приема апипродукта Билар, в 1-й, 10-й и 21-й дни исследования (лыжники-гонщики 12-15 лет, лыжники-гонщики 18-20 лет), а также через 30-ть дней после окончания приема апипродукта Билар (лыжники-гонщики 18-20 лет).

В работе использован метод лазерной допплеровской флоуметрии.

Метод лазерной допплеровской флоуметрии микроциркуляции крови. В качестве регистрирующей аппаратуры использовался промышленный лазерный анализатор капиллярного кровотока ЛАКК-М (производство НПП «Лазма», Россия). Запись ЛДФ-граммы проводили в общепринятой точке на волярной поверхности 4 пальца правой кисти. Продолжительность записи ЛДФ-граммы составила 5 минут. В аппарате применены лазерные методы диагностики, включающие в себя лазерную допплеровскую флоуметрию (ЛДФ), оптическую тканевую оксиметрию (ОТО) и лазерную флуоресцентную диагностику (ЛФД). Методом ЛДФ оценивали интенсивность микрогемоциркуляции по параметру микроциркуляции (ПМ) в перфузионных единицах (п.е.), уровень флакса (СКО) (п.е.). Методом ОТО оценивали уровень сатурации кислорода в системе микрогемоциркуляции по величине (802,%), показатель сатурации кислорода в артериальной крови (8р02,%), показатель индекса перфузионной сатурации кислорода в крови (Бш) (усл. ед.), величину общего потребления кислорода тканями на единицу объема циркулирующей крови (Ц) (усл. ед.). Методом ЛФД изучали спектры флуоресценции восстановленной формы никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) и окисленной формы флавинадениндинуклеотида (ФАД). Для оценки утилизации кислорода использовали флуоресцентный показатель потребления кислорода коферментов, участвующих в дыхательной цепи, который обратно пропорционален редокс-отношению: ФПК = Анадн/АФАД

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние апипродукта Билар на массу тела мышей. Масса тела у животных КГ и ЭГ изменялась незначительно, не достигнув значимых различий между группами.

Влияние апипродукта Билар на физическую выносливость мышей. За весь период исследования продолжительность бега до полного утомления в ЭГ достоверно выросла в 3,5 раза (табл.1), тогда как у животных КГ выносливость увеличилась на 43%.

Таблица 1 - Продолжительность бега мышей (п=80) при введении апипродукта Билар (М±ш)

Группы

ЭГ, с

1 день

616,00±33,28

5 день

772,60±33,28

10 день

775,80*37,01

15 день

1811,30±181,22

21 день

2114,50±130,22

КГ, с

608,00±21,74 р> 0,05

699,80±43,00 р> 0,05

769,00*52,91 р> 0,05

648,60*46,52 р<0,05

869,50*56,40 р<0,05

Р — достоверность различий.

В результате курсового приема Билара в течение 21 дня повышенный уровень выносливости отмечается, начиная с 15 дня приема, и нарастает до его завершения. Полученные результаты позволяют сделать заключение о том, что апипродукт Билар способствует выводу организма на пик физических возможностей при подготовке к длительной физической нагрузке.

Влияние апипродукта Билар па систему микроциркуляции мышей.

Применение апипродукта повышает устойчивость системы микроциркуляции и, тем самым, снижает темп формирования утомления за время эксперимента. О чем свидетельствует достоверное снижение ПМ на 35% в ЭГ, в то время как в КГ показатель интенсивности статистически надежно уменьшился на 193%.

Для мышей характерна высокая интенсивность обменных процессов, сопровождающаяся активным потреблением кислорода. У животных ЭГ, получавших адаптоген, наблюдается устойчивость организма по отношению к рабочей гипоксии. У мышей ЭГ потребление кислорода к 21 дню стремительно снижается на 38% по сравнению с исходной величиной. У животных КГ, напротив, величина 802 остается низкой, что указывает на высокий уровень диффузии кислорода из крови в ткани.

Физическая нагрузка, выполняемая животными, сопровождается выраженными изменениями в системе микроциркуляции. В ЭГ ПМ к 21 дню эксперимента достоверно повышается на 139 % (р<0,05). После перестройки в работе системы микроциркуляции на 10 день, вызванной приемом Билара, система переключается на режим расширенного использования функциональных возможностей по обеспечению тканевого обмена. В КГ на 10 день величина ПМ достоверно повышается до 17,57±1,43 п.е., что, по всей видимости, является верхней границей функциональных возможностей организма животного, после чего продолжающаяся физическая нагрузка приводит к статистически надежному понижению величины интенсивности на 26% (р<0,05).

По нашему предположению, снижение показателя сатурации кислорода в ЭГ указывает на усиление воздействия адаптогена, направленное на обеспечение более полной диффузии кислорода из крови в ткани. Подтверждением служит разнонаправленная динамика величины показателя сатурации кислорода на 21 день эксперимента. В ЭГ Б02 снижается на 13% по сравнению с 10 днем, тогда как в КГ БОг достоверно

повышается на 28% по сравнению с 10 днем исследования. Следовательно, у животных ЭГ под воздействием биологически активных веществ Билара облегчается диффузия кислорода с понижением его содержания в крови. В КГ, напротив, возможности резко снижаются, по всей видимости, в результате развивающегося утомления. У животных ЭГ по сравнению с КГ сравнительно высокие показателя удельного потребления кислорода тканями.

Следует обратить внимание на единство ответной реакции на физическую нагрузку регионарного и центрального отделов системы кровообращения. Это убедительно отражает рост концентрации эритроцитов в зондируемом объеме крови. В частности, у мышей ЭГ концентрации эритроцитов увеличилась на 46% (р<0,05), в КГ - снизилась на 10%.

Таким образом, курсовое применение Билара у мышей ЭГ во время систематических физических нагрузок, выполняемых до полного утомления, расширяет функциональные возможности системы микроциркуляции по транспорту кислорода и повышает устойчивость организм к развитию утомления в течение трехнедельного тренировочного процесса. На этом фоне у животных КГ компенсаторные процессы и устойчивость организма к утомлению сохраняется до 10 дня применения систематических физических нагрузок. В дальнейшем, к 21 дню эффективность функционирования системы микроциркуляции снижается, как и возможности по транспорту кислорода.

Влияние апипродукта Билар на гематологические и биохимические показатели крови мышей. Исследование гематологических показателей крови показывает, что к 21 дню эксперимента количество эритроцитов в крови животных ЭГ возрастает и достоверно на 16% (р<0,01) превышает данный показатель в КГ. Вероятно, апипродукт стимулирует эритропоэз и выход эритроцитов в кровяное русло, тем самым повышая концентрацию гемоглобина. Сходные результаты получены А. А. Мельниковым и А.Д. Викуловым (Мельников, А.А., Викулов А.Д. Реологические свойства крови у спортсменов. Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 2008. 491 е.), которые объясняют повышение концентрации гемоглобина появлением в крови молодых эритроцитов с большим объемом и повышенным содержанием гемоглобина.

Достоверное снижение у животных ЭГ к 21 дню количества тромбоцитов на 32% (р<0,01) по сравнению с 10 днем уменьшает возможность образования тромбоцитарных агрегатов в крови и, как следствие, снижает вязкость крови, предупреждает развитие шунтирования обменных сосудов и способствует более гомогенному тканевому кровотоку, раскрытию дополнительных капилляров и повышению функциональной плотности капилляров, что, в своей совокупности, улучшает оксигенацию тканей.

Повышение уровня иммуноглобулинов трех классов: IgG (на 1,4%), IgM (на 9%) и IgA (на 55%) к концу исследования говорит об активации гуморального иммунитета в группе мышей, получавших Билар.

Изменение активности AJIT, ACT и ЩФ в совокупности с ростом показателя диффузии кислорода из крови в ткани и величины потребления кислорода тканями, полученными методом ОТО, свидетельствуют об ускорении обмена веществ и энергии у животных, систематически получающих Билар. Полученные результаты делают целесообразным использование адаптогена Билара для улучшения энергетического обмена и развитию рекордной мышечной работоспособности.

Влияние апипродукта Билар на гистологические показатели поперечнополосатой мышечной ткани мышей. Нашими исследованиями выявлена прямая зависимость между мышечной нагрузкой и гистологическими показателями поперечнополосатой мускулатуры. В частности, показано, что при курсовом применении Билара, по мере суммарного увеличения нагрузки нарастает толщина мышечных волокон в скелетной мускулатуре и сердечной мышце. При этом более выраженные изменения характерны для скелетной мускулатуры (увеличение толщины мышечных волокон на 24%). Одновременно уменьшается толщина эндомизия в скелетной мускулатуре (на 25%). Таким образом, у животных ЭГ отмечается гипертрофия мышечной ткани.

В КГ мышей реакция на предельную нагрузку проявляется уменьшением толщины мышечных волокон (на 15%) и увеличением ширины эндомизия в поперечнополосатой скелетной мускулатуре (на 11%). Отсюда следует, что предельная нагрузка превышает адаптационный порог мышечной ткани. В результате, на смену гипертрофии приходит дистрофия, обусловленная преобладанием катаболизма над анаболизмом.

Влияние апипродукта Билар на систему микроциркуляции лыжников-гонщиков 12-15 лет. В группе подростков, занимающихся лыжными гонками, курсовое применение Билара вызывает достоверный рост показателя перфузии (табл.2) на 95% по отношению к 1-му дню исследования (р<0,05). Повышение интенсивности микрокровотока одновременно усиливает шунтирование крови через артериовенозные анастомозы. К 21 дню значение ПШ на 47% достоверно выше исходного показателя (р<0,05). В целом, улучшается функциональное состояние системы микроциркуляции, о чем свидетельствует положительная динамика роста показателя флакса, который к 21 дню на 122% достоверно выше по сравнению с исходным показателем (р<0,05).

Под воздействием биологически активных веществ, содержащихся в Биларе, снижается влияние симпатического звена на артериолы с усилением вклада парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. В результате снижается тонус артериол, что способствует повышению пропускной способности микроциркуляторного русла.

Таблица 2 - Динамика параметров микроциркуляторного русла у спортсменов 12-15 лет (п=54) при приеме апипродукта Билар (М±т)_

Показатели микроциркуляции ЭГ (N=27) этапы исследования КГ (N=27) этапы исследования

1-й день 21-й день 1-й день 21-й день

ПМ, п.е. 5,08+0,22 9,90±1,42 5,10±0,77 5,60±1,06

СКО, п.е. 1,27±0,06 2,82±0,56 1,30±0,11 2,17±0,40

S02, % 56,33±1,86 64,98±2,19 58,55±1,73 54,80±1,84

Sp02, % 99,00±0,01 99,0(Ы=0,02 97,50±0,06 99,00±0,04

U, усл. ед 2,33±0,66 1,26±0,07 2,42±0,79 2,70±1,28

Аэ, п.е. 12,95±1,13 19,83±1,79 12,36±1,22 15,17±1,51

Ан, п.е. 15,33±1,50 20,05±1,69 16,04±1,69 19,31±2,12

Ам, п.е. 13,12±0,63 16,91±1,49 12,97±0,80 12,15±1,18

Ад, п.е. 6,73±0,53 7,80±0,84 6,39±0,59 6,75±0,77

Ас, п.е. 3,23±0,40 4,43±0,46 4,01±0,82 4,47±0,23

ФПК 2,94±0,05 ЗД1±0,06 2,80±0,04 2,45±0,03

ПШ, усл.ед. 1,15±0,06 1,69±0,15 1,28±0,10 1,53±0,16

При этом существует прямая зависимость амплитуды тонусформирующих факторов от продолжительности приема апипродукта: чем продолжительнее прием Билара, тем больше значение амплитуды.

К окончанию эксперимента Аэ колебаний на 53% достоверно выше (р<0,05). Аналогичная динамика наблюдается и со стороны Ан колебаний, значение которой в 21 день на 31% достоверно выше исходного значения (р<0,05). Ам колебаний увеличивается на 29% к 21 дню (р<0,05). В условиях приема апипродукта Билар за курсовой цикл происходит достоверное повышение сатурации кислорода от 56,33±1,86% в начале исследования до 65,98±2,19% по его завершению (р<0,05). Наблюдается и снижение показателя потребления кислорода тканями за время применения препарата. Данный показатель к 21 дню оказывается на 85% достоверно ниже исходного показателя. Снижение интенсивности потребления кислорода тканями отмечается и на уровне окислительно-восстановительных реакций, о чем свидетельствует повышение ФПК за период приема Билара. По данным ЛФД величина к окончанию исследования достоверно выше на 6% (р<0,05).

В лыжников-подростков КГ также наблюдается тенденция к увеличению интенсивности кровотока, при этом к 21 дню ПМ на 10% выше показателя 1-го дня (р>0,05). Как и в ЭГ на протяжении эксперимента при увеличении интенсивности микрокровотока возрастает и показатель шунтирования (на 20% к 21 дню; р>0,05). Увеличивается и показатель флакса на 67% (р<0,05). У лыжников-гонщиков КГ наблюдается менее выраженная, чем в ЭГ, динамика увеличения Аэ и Ан к 21 дню исследования. Так, значение Аэ к 21 дню недостоверно повышается на 22% по сравнению с 1-м днем (р>0,05), Ан - на 21% (р>0,05). Сатурация кислорода смешанной крови снижается от 58,55±1,73% в 1-й день исследования до 54,80±1,84% к 21 дню исследования (р>0,05). Для КГ характерно снижение величины ФПК,

величина данного показателя достоверно снижается на 14% к 21 дню эксперимента (р<0,05).

Таким образом, курсовое применение Билара, с одной стороны, повышает функциональные возможности системы микроциркуляции, а с другой - снижает интенсивность обменных процессов с участием кислорода, что следует рассматривать как повышение экономичности работы системы микроциркуляции в условиях относительного покоя.

Влияние апипродукта Билар на систему микроциркуляции лыжников-гонщиков 18-20 лет. У лыжников-гонщиков 18-20 лет интенсивность микроциркуляции до приема апипродукта соответствует нормативному показателю и составляет 12,92±0,45 п.е. (табл.3), и к концу исследования увеличивается на 11% (р<0,05).

Таблица 3 - Динамика параметров микроциркуляторного русла у спортсменов 18-20 лет (п=58) при приеме апипродукта Билар (М±т)_

Показатели микроциркуляции ЭГ (N=31) этапы исследования КГ (N=27) этапы исследования

1-й день 21-й день 1-й день 21-й день

ПМ, п.е. 12,92±0,45 14,37±0,56 13,02 ±0,48 11,92±0,61

502, % 60,80±1,56 71,70±3,44 58,69±1,15 57,30±1,25

БрОз, % 96,80±0,56 99,00±0,01 95,90±0,41 98,30±0,15

и, усл. ед 1,64±0,09 1,37±0,07 1,73±0,05 2,03±0,09

VI-,% 13,70±1,00 15,03±1,04 12,59±0,39 10,32±0,42

Аэ, п.е. 15,43±1,02 22,42±2,38 16,09±0,67 18,23±2,29

Ан, п.е. 11,89±1,16 20,84±2,53 10,24±1,15 18,46±1,39

Ам, п.е. 6,51±0,85 10,86±0,49 8,07±1,14 7,29±0,23

Ад, п.е. 3,55±0,10 3,66±0,18 4,09±0,22 4,47±0,27

Ас, п.е. 3,90±0,52 4,10±0,23 6,13±1,08 5,18±0,33

ФПК 3,09±0,10 3,03±0,07 3,01±0,07 2,95±0,08

Изменение показателя перфузии находится в определенной зависимости от механизмов регуляции кровотока. Аэ колебаний на 45% достоверно выше исходного уровня (р<0,05) к 21 дню. Тонус микрососудов в значительной степени определяется влиянием симпатического звена вегетативной нервной системы. В процессе исследования установлено, что употребление Билара оказывает тормозное влияние на симпатическую систему, о чем свидетельствует рост Ан колебаний на 75%. К 21 дню приема Билара величина Ам колебаний также нарастает, тем самым указывая на вазодилатацию прекапилляров, и к завершению эксперимента на 67% достоверно выше исходной величины (р<0,05).

Курсовое применение Билара изменяет реактивность микрососудов с понижением влияния симпатического звена и усилением активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. При этом наблюдается кумулятивный эффект, в результате которого вазодилатация тем значимее, чем продолжительнее курсовое применение апипродукта. Курсовое применение Билара оказывает влияние и на работу пассивного

механизма модуляции кровотока: Ад колебаний увеличивается на 3%, Ас колебаний достоверно повышается к 21 дню исследования на 57% (р<0,05).

По всей видимости, в состоянии относительного покоя организма испытуемых стимулирующее действие биологически активных веществ направлено на реализацию трофотропной функции. Данное предположение базируется на том факте, что во время употребления Билара усиливается активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. По данным ОТО курсовой прием Билара сопровождается повышением показателя сатурации кислорода в смешанной крови микроциркуляторного русла. Величина 802 на 18% достоверно выше исходного показателя (р<0,05) к 21 дню.

Концентрация кислорода в крови повышается не только на региональном уровне, но и в центральном артериальном звене: показатель сатурации кислорода достоверно увеличивается по мере употребления Билара от 96,8±0,56% до максимального значения 99,0±0,01% на 21-й день приема апипродукта (р<0,05). Снижение активности энергетического обмена подтверждает и динамика показателя удельного потребления кислорода тканями. Величина и достоверно снижается на 18% (р<0,05). Снижается за время приема Билара и участие кислорода в окислительно-восстановительных реакциях. Показатель ФПК снижается на 2%. Курсовой прием Билара положительно сказывается на концентрации эритроцитов, количество которых повышается на 13% после его трехнедельного употребления.

У спортсменов КГ, как и в ЭГ ПМ в начале исследования соответствует норме и составляет 13,02 ±0,48 п.е. К 21 дню исследования ПМ снижается на 8%. К окончанию исследования просвет сосудов увеличивается на 51%. Симпатическое звено вегетативной нервной системы также оказывает влияние на тонус сосудов микроциркуляторного русла, о чем свидетельствует изменение Ан. К 21 дню наблюдается рост Ан колебаний на 80% (р<0,05). У спортсменов КГ на протяжении исследования повышается тонус прекапиллярных артериол (увеличение Ам колебаний на 10%). К 21 дню Ад колебаний достоверно возрастает на 27% (р<0,05). Ас колебаний увеличивается на 50% к концу исследования.

У спортсменов КГ усиливается энергетический обмен, о чем свидетельствует снижение к 21 дню исследования показателя сатурации кислорода в смешанной крови. Значение БОг изменяется от 58,69±1,15% в 1-й день до 57,3±1,25% в 21-й. Увеличивается удельное потребления кислорода тканями на 17%. Усиливается и использование кислорода в окислительно-восстановительных реакциях. Так, показатель ФПК снижается на 2% к 21 дню исследования. Следует отметить снижение концентрации эритроцитов в крови лыжников на 19%.

Прием апипродукта Билара повышает общую работоспособность спортсменов. Об этом свидетельствует как увеличение дистанции пробега в

тесте Купера, так и уменьшение времени преодоления дистанции в 10 ООО метров. Если после трехнедельной тренировки в КГ длина пробега в тесте Купера увеличилась на 8 метров, то в экспериментальной — на 23 метра. Дистанцию 10 ООО метров после 3-х недельной тренировки спортсмены контрольной группы преодолели на 14 секунд быстрее, в тоже время спортсмены экспериментальной группы - на 37 секунд.

Таким образом, в состоянии относительного покоя применение Билара на протяжении 21 дня сопровождается усилением процессов, направленных на повышение пластического обмена и замедление процессов, связанных с энергетическим обменом. У лыжников-гонщиков КГ, наоборот, отмечается усиление процессов, связанных с энергетическим обменом.

ВЫВОДЫ

1. Применение апипродукта повышает устойчивость системы микроциркуляции и, тем самым, снижает темп наступления утомления за время эксперимента (в ЭГ ПМ снижается в состоянии покоя на 35%, КГ - на 193%). У мышей, принимающих адаптоген, наблюдается устойчивость организма по отношению к рабочей гипоксии. На 21-й день исследования у мышей ЭГ потребление кислорода стремительно снижается на 38% по сравнению с исходной величиной. У животных КГ, напротив, величина Б02 остается низкой (34,30±1,26%), что указывает на высокий уровень диффузии кислорода из крови в ткани. Из этого следует, что в группе контроля под воздействием тренировочных нагрузок в результате накапливающегося утомления нарастает потребление кислорода в состоянии покоя.

2. При выполнении физической нагрузки до полного утомления система микроциркуляции на 10-й день приема апипродукта Билар переключается на режим расширенного использования функциональных возможностей по обеспечению тканевого обмена. Об этом свидетельствует достоверное повышение ПМ в 21-й день до 15,47^2,26 п.е. (р<0,05) по сравнению с величиной 9,13±1,20 п.е в 10-й день. Снижение показателя сатурации кислорода в ЭГ указывает на усиление воздействия адаптогена, направленное на обеспечение более полной диффузии кислорода из крови в ткани с понижением его содержания в крови до 39,7±0,95%, в то время как в КГ показатель достоверно возрастает до 62,03±4,20%. Такая направленность свидетельствует о повышении устойчивости организма к развитию утомления в течение трехнедельного тренировочного процесса.

3. Применение продукта Билара в двух возрастных группах спортсменов повышает экономичность функционирования системы микроциркуляции в покое. У лыжников-гонщиков ЭГ с первую по третью недели приема Билара в различной степени происходит снижение интенсивности микроциркуляции, несмотря на повышение амплитуды нейрогенного и миогенного механизмов регуляции, что означает снижение тонуса артериол и прекапиллярных сфинктеров. В целом, при участии биологически активных веществ гомогената трутневых личинок создается

повышенная готовность системы микроциркуляции, способной быстро включиться в работу при физической нагрузке. В условиях относительного покоя избыток крови перераспределяется, минуя обменное звено, по шунтам и, таким образом, снижает нагрузку на капилляры. При курсовом приеме Билара в покое уменьшается концентрация эритроцитов в зондируемом объеме крови, снижена диффузия кислорода из крови в ткани и его участие в окислительно-восстановительных реакциях на клеточном уровне. Усиление обменных процессов в системе микроциркуляции при трехнедельном приеме Билара потенциально способствует более быстрому восстановлению организма спортсмена после предельных нагрузок.

4. Проведенные исследования позволяют заключить, что ежедневное применение Билара в дозе 10 мг/кг массы тела является весьма перспективным средством, позволяющим повысить физические возможности организма экспериментальных животных. Об этом свидетельствует увеличение выносливости мышей в ЭГ со значительным градиентом. Так, к 15 дню исследования выносливость повысилась на 133% по сравнению с 10 днем, а к 21 дню увеличилась в 3,5 раза по сравнению с исходными данными (р<0,05), тогда как в КГ работоспособность к концу исследования выросла на 43%. При этом изменения массы тела в сравниваемых группах оставались незначительными.

5. При курсовом применении Билара по мере суммарного увеличения нагрузки нарастает толщина мышечных волокон в скелетной и сердечной мышце. При этом более выраженные изменения характерны для скелетной мускулатуры (на 24%). Одновременно уменьшается толщина эндомизия в скелетной мускулатуре на 20%. У животных КГ реакция на предельную нагрузку проявляется уменьшением толщины мышечных волокон и увеличением ширины эндомизия в скелетных мышцах. Сердечная мускулатура животных ЭГ реагирует на физическую нагрузку увеличением толщины мышечных волокон и незначительным снижением толщина соединительнотканной перегородки. Для КГ характерна противоположная тенденция истончения мышечных волокон на 21% и увеличения соединительнотканной перегородки.

6. У мышей ЭГ, получавшей апипродукт Билар, повышается уровень эритропоэза и синтеза гемоглобина, снижается возможность образования тромбоцитарных агрегатов, светлых включений, повышается защитная функции организма. Физическая выносливость увеличивается за счет прироста окислительного фосфорилирования в митохондриях. Данные процессы свидетельствуют о расширении после курсового приема Билара адаптивных возможностей организма белых мышей, что нашло свое подтверждение в реологической картине крови.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Работа вносит вклад в решение одной из проблем восстановительной и спортивной медицины, заключающийся в оптимизации функции системы

микроциркуляции спортсменов с помощью природного адаптогена. Изученный апипродукт может быть рекомендован для включения в состав спортивного питания. Показано, что в состоянии относительного покоя Билар способствуют повышению экономичности в работе системы микроциркуляции, тогда как при физических нагрузках расширяет ее функциональные возможности, увеличивая доставку кислорода к рабочим органам.

Основные положения диссертационного исследования используются в учебно-педагогическом процессе на кафедре биологии Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, кафедре биологических дисциплин Смоленской государственной академии физической культуры, спорта и туризма, в образовательном процессе Брянского государственного училища (техникума) олимпийского резерва.

Полученные результаты используются при построении тренировочного процесса лыжников-гонщиков в Брянском государственном училище (техникуме) олимпийского резерва, ДЮСШ «Рекорд» г. Брянска, ДЮСШ "Буревестник" г. Севска Брянской области.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Голощапова С.С. Влияние кратковременного применения экстракта лимонника китайского на микроциркуляцию крови у спортсменов / Ф.Б. Литвин, С.С. Голощапова, М.А. Аверьянов, C.B. Мартынов, В.Я. Жнгало, И. П. Аносов // Вестник Брянского государственного университета. - № 4. - 2013. Серия точные и естественные науки. -С. 120-124 (авт. 20%).

2. Голощапова С.С. Влияние препарата «Билар» на вегетативную регуляцию сердечного ритма юных спортсменов / Ф.Б. Литвин, И.А. Прохода, Е.П. Морозова, C.B. Мартыноз, С.С. Голощапова, В.В. Силуванов, М.А. Аверьянов // Вестник Брянского государственного университета. - № 4. - 2013. Серия точные и естественные науки. - С. 124-130 (авт. 20%).

3. Голощапова С.С. Влияние апииродукта «Билар» на показатели крови белых мышей при нагрузках / С.С. Голощапова, Ф.Б. Литвин // Вестник Брянского государственного университета. - № 4. — 2014. Серия точные и естественные науки. — С. 71-76 (авт. 85%).

4. Голощапова С.С. Актуальность изучения системы микроциркуляции у спортсменов / С.С. Голощапова // Среда, окружающая человека: природная, техногенная, социальная. Материалы международной научно-практической конференции студентов и аспирантов. Брянск, 15-17 мая 2013 г. - Брянск, Изд-во ЦНТИ, 2013. -С. 173-176.

5.Голощапова С.С. Индивидуально-типологический особенности обмена кислорода в системе микроциркуляции при участии адаптогенов природного

происхождения / Ф.Б. Литвин, П.О. Асямолов, C.B. Мартынов,

B.C. Никитина, С.С. Голощапова // Сборник материалов II Международной конференции «Современные средства повышения физической работоспособности спортсменов» Смоленск 11—12 октября 2012 года. — Смоленск,2012. - С. 44 - 51. (авт. 20%).

6.Голощапова С.С. Изучение адаптогенного влияния фитопрепарата родиолы розовой (Rhodiola rosea L.) на организм человека / С.С. Голощапова, Ф.Б. Литвин // Влияние внешних факторов среды на здоровье населения. Материалы международной научно-практической конференции. 19-20 апреля 2013 г. - Петропавловск: СКГУ им. М. Козыбаева, 2013. - Т.2. - 189 с. -

C.18-21. (авт.80%).

7. Голощапова С.С. Влияние продуктов пчеловодства на уровень обменных процессов в системе микроциркуляции при физических нагрузках / Ф.Б. Литвин, Е.П. Морозова, С.С. Голощапова, B.C. Никитина // Микроциркуляция и гемореология (от ангиогенеза до центрального кровообращения). Материалы международной научной конференции. — Ярославль: Изд. ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2013. - С.116. (авт.25%).

8. Голощапова С.С. Влияние растительных адаптогенов на функциональное состояние организма человека / С.С. Голощапова, Ф.Б. Литвин // Актуальные проблемы современной биологии, морфологии и экологии животных: материалы III Международной научно-практической Интернет конференции. 2 сентября -2 ноября 2013. - Брянск: «Курсив», 2013 - С.57-61.(авт.80%).

9. Голощапова С.С. Применение апипродукта в практике расширения функциональных возможностей системы микроциркуляции и транспорта кислорода у спортсменов / Ф.Б. Литвин, М.А. Аверьянов, С.С. Голощапова // Современные концепции научных исследований: матер. IX Междунар. науч.-практ. конф. -М., 2014. - С. 125-129 (авт. 30%).

Подписано в печать 02.03.15 Формат 60x80 1/16 Печать офсетная Бумага офсетная Усл. п.л. 1,25 Тираж 100 экз. Заказ 61

Отпечатано в ООО «Ладомир» г. Брянск, ул. Калинина, 81 тел.: (4832) 74-47-86