Функциональное состояние эндотелия сосудов у спортсменов Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 612.1

О.Л. Борисова, А.Д. Викулов

Функциональное состояние эндотелия сосудов у спортсменов

Исследовано состояние эндотелия сосудов у спортсменов (n=44). Выявлен повышенный уровень sVCAM-1 у 64% из них. Установлено, что одной из причин повышения sVCAM-1 является наличие хронической инфекции.

Ключевые слова: сосуды, эндотелий, спортсмены, адгезия, иммуноглобулины, хронические инфекции.

O.L. Borisov, A.D. Vikulov

Vascular Endothelial Function of Athletes

The state of endothelium of athletes (n = 44) was investigated. 64% of athletes had elevated levels of sVCAM-1. It was established that one of the reasons for the increasing SVCAM level is the presence of chronic infection in sportsmen.

Key words: vessels, endothelium, athletes, adhesion, immunoglobulin, chronic infection.

Введение

В последние годы существенно изменились представления о роли эндотелия сосудов в общем гомеостазе. Оказалось, что эндотелий синтезирует огромное количество биологических активных веществ, играющих весьма важную роль в норме и в патологии (гемодинамике, гемостазе, иммунных реакциях, регенерации и др.). Сочетание на эндотелии антикоагулянтов и вазо-дилататоров в физиологических условиях является основой для адекватного кровотока, особенно в сосудах микроциркуляции [1]. Напротив, дисфункция эндотелия признана универсальным механизмом, через который реализуется действие всех факторов риска сердечно-сосудистых нарушений. Активация эндотелия ведет к фено-типическим изменениям, включающим синтез и экспрессию молекул адгезии, с помощью которых эндотелиальные клетки взаимодействуют с клетками крови. Эндотелиоциты играют огромную роль в таких этапах развития острого и хронического воспаления, как начальная вазодиля-тация; увеличение сосудистой проницаемости, прилипание, трансмиграция и активация лейкоцитов; ангиогенез и фиброплазия [2].

Для физиологии спорта важна информация о состоянии эндотелия сосудов у спортсменов: стало известно, что он принимает активное участие в транскапиллярном обмене кислорода и питательных веществ. Однако его функциональное состояние у них остается мало изучено.

Все вышесказанное и обусловило проведение настоящего исследования.

Его целью стало изучение функционального состояния сосудистого эндотелия у спортсменов. Организация исследования и методы Для реализации поставленной цели у спортсменов высокой квалификации определены концентрации в сыворотках крови молекул адгезии сосудистого эндотелия 1-го типа (бУСАМ-1) и антигена фактора фон Виллебранда.

В основу работы положены данные обследования 89 лиц мужского пола: спортсмены (п= 44) - основная группа; контрольная группа (п=45)

В основную группу были включены 44 спортсмена в возрасте от 19 до 22 лет, в среднем 20,4+1,2 года. Квалификация спортсменов - от первого разряда до мастера спорта России, согласно Единой Всероссийской спортивной классификации (2006-2009 гг.).

Из общей группы спортсменов выделены лица с наиболее высоким уровнем тренированности ^С170 = 21,10±3,30 кг*м/мин/кг) и спортсмены с меньшим уровнем тренированности (PWCl70 = 17,50±2,39 кг*м/мин/кг). Использован центильный метод (верхний и нижний квартиль).

Контрольную группу составили 45 мужчин в возрасте от 19 до 22 лет, в среднем 20,4+1,2 года, студенты, не занимающиеся систематическими физическими нагрузками, без вредных привычек. По заключению врача, лица обеих наблюдаемых

© Борисова О. Л., Викулов А. Д., 2011

групп на момент обследования были практически здоровы.

Функциональное состояние эндотелия сосудов изучали по концентрации антигена фактора фон Виллебранда (ФВ:Аг). Концентрацию ФВ:Аг определяли методом твердофазного ИФА с использованием коммерческих реактивов фирмы ДАКО (Дания) и международных стандартов NIB SC (Англия). Постановка реакции проводилась с учетом методических рекомендаций J. P. James и соавторы [3] с минимальной модификацией.

Результаты анализировали на автоматическом анализаторе фирмы Labsystems (Финляндия) при длине волны 492 нм.

Определение концентрации sVCAM-1 проводилось твердофазным иммуноферментным методом, используя тест-системы фирмы «Bender MedSystems» (Австрия), согласно инструкции фирмы-изготовителя.

Концентрацию С-реактивного белка определяли твердофазным иммуноферментным методом по J. Highton и P. Hessian [4], используя реактивы фирмы DAKO (Дания). Реакцию определяли на автоматическом анализаторе фирмы Labsystems (Финляндия) при длине волны 492 нм. Результаты рассчитывали по калибровочной кривой и выражали в мг/л.

Определение концентрации сывороточных иммуноглобулинов трех основных классов: А (IgA), М (IgM), G (IgG) - проводилось твердофазным методом иммуноанализа с использованием наборов «Вектор-Бэст» (Новосибирск, Россия).

Статистическая обработка полученных результатов исследования выполнена на персональном компьютере в программе «Статистика 6.1» (серия 1203d; лицензия 4RMJTQJ68 @StatSoft©Russia). В случайных выборках рассчитаны: средняя арифметическая (М±), стандартное отклонение (±о). Нормальность распределения определена по критерию Шапиро - Уил-ки, а достоверность различий между показателями - с использованием критерия t-Стьюдента (при условии нормального распределения) и Манна - Уитни (в случае отклонения от нормального распределения). Рассчитан коэффициент ранговой корреляции (по Спирмену).

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенное исследование показало, что в общей группе спортсменов концентрация sVCAM-1 составила 1287±368 нг/мл и была больше, чем у лиц контрольной группы на 19,6% (р<0,01).

Повышенный уровень 8УСЛМ-1 может быть связан с пониженным уровнем тренированности [5]. Действительно, выделение из общей группы спортсменов лиц с наиболее высоким уровнем тренированности (п=11) и спортсменов с меньшим уровнем тренированности (п=11) показало, что в первой группе 8УСЛМ-1 составляла 858,30±69,32 нг/мл, во второй группе -1304,14±173,09 нг/мл (р<0,001) (у лиц контрольной группы - 1074,40±310,97 нг/мл; р<0,03; р<0,01). В первой группе PWCl70 составляла 21,1±3,30 кг*м/мин/кг, во второй группе соответственно - 17,50±2,39 кг*м/мин/кг (р<0,01). У лиц контрольной группы PWC170 равнялась 12,90±2,46 кг*м/мин/кг.

Между показателями PWC170 и 8УСЛМ-1 в общей группе спортсменов коэффициент ранговой корреляции составлял [г= -0,73; р<0,01].

Уровень концентрации 8УСЛМ-1 определяется степенью восстановления спортсмена. Показано, что после длительной физической нагрузки умеренной интенсивности концентрация 8УСЛМ-1 опускалась даже ниже дорабочего уровня [7]. По мнению авторов этого сообщения, длительная нагрузка сильно активирует эндотелий.

Повышенный уровень 8УСЛМ-1 у спортсменов можно объяснить изменением содержания катехоламинов. Известно, что гиперадренергия сопровождается токсико-гипоксическим воздействием катехоламинов, запускаются два механизма повреждения: накопление ионов кальция и активация перекисного окисления липидов. Это проявляется замедленным восстановлением. Правда, надо заметить, что у спортсменов циклических видов спорта в систему транспорта кислорода ПОЛ меньше вовлечена, чем у спортсменов ациклических видов спорта [7].

Причиной повышенных значений 8УСЛМ-1 может быть: наличие инфекции. Судя по тому, что нами не обнаружено существенных различий от практически здоровых лиц по концентрациям в плазме острофазного белка «С» и интерлейки-на-6, можно заключить, что острые воспалительные формы у спортсменов отсутствовали. Средний уровень СОЭ, являющийся признаком хронического воспалительного процесса, в этой группе спортсменов был достоверно выше (р<0,01). Учитывая это, можно утверждать, что причиной повышенных значений стало наличие не острой, а хронической инфекции.

У 64% спортсменов нами выявлено повышение (р<0,01) концентрации иммуноглобулинов класса М (^М), что наблюдается при ряде ин-

фекций. Известно, что это класс иммуноглобулинов, обеспечивающий первичный иммунный ответ. Повышение концентрации иммуноглобулинов класса О (^О) отмечено у 27% спортсменов. По-видимому, синтез и его сывороточный уровень возрастают в ответ на хроническую или возвратную инфекцию. У 36% спортсменов нами был выявлен дефицит иммуноглобулинов класса А (^А), что также может приводить к возникновению повторных инфекций.

В группе спортсменов (64%) с высокой концентрацией (^М) выявлена отрицательная взаимосвязь между ^М и концентрацией бУСАМ [г = -0,78; р<0,05] и положительная взаимосвязь между (ВД и бУСАМ [г = 0,92; р<0,05]. Физические и психические нагрузки, переутомление могут способствовать активизации хронической инфекции. По-видимому, можно утверждать, что одна из причин увеличения сывороточной концентрации бУСАМ-1 - наличие хронической инфекции и вторичного иммунного ответа.

Маркером повреждения и/или активации эн-дотелиальных клеток является фактор фон Вил-лебранда, который имеет два пути секреции: непосредственная секреция после синтеза и полимеризации, которая создает определенный уровень ФВ: Аг в крови, и регуляторная секреция из пулов хранения в ответ на различную стимуляцию. В нашем исследовании концентрация антигена фактора фон Виллебранда в сыворотке крови в общей группе спортсменов статистически значимо не отличалась от лиц контрольной группы (р>0,05).

Выделение же из общей группы обследованных спортсменов лиц с наиболее высокой квалификацией и более высоким уровнем тренированности (мастера спорта, мастера спорта России международного класса, кандидаты в мастера спорта) позволило обнаружить, что концентрация этого антигена в такой группе оказалась существенно ниже: 0,63±0,36 Ме/мл против 1,05±0,51 Ме/мл у лиц контрольной группы (р<0,02). Выявленный факт позволяет заключить, что концентрация этого антигена в крови взаимосвязана с уровнем спортивной квалификации спортсмена и, главным образом, степенью его тренированности.

По-видимому, главной причиной снижения концентрации антигена фактора фон Виллебран-да у тренированных спортсменов следует при-

знать аутогемодиллюцию. После прекращения физической работы в покое создаются условия для перемещения жидкости в кровь из тканей: гидростатическое давление, фильтрующее жидкость из микрососудов, снижается за счет нормализации сердечного выброса и артериального давления; напротив, коллоидно-осматическое давление остается повышенным [8] вследствие предпочтительного выхода гипо-(нормо-)-изотонической воды в ткань при нагрузке, что активирует процесс реабсорбции жидкости в кровь и быстрое восстановление объема плазмы [9,10].

ЦИК могут также принимать участие в нарушении свертывания крови и повреждениях сосудистой стенки. При исследовании содержания ЦИК нами отмечено достоверное увеличение концентрации (р<0,01) данного показателя у спортсменов, по сравнению с группой контроля. Считается, что повышение данного показателя характерно для: вирусных инфекций, аутоиммунных и иммунокомплексных заболеваний (В. А. Колупаев, 2009; А. В. Караулова, 1999).

Между бУСАМ-1 и ФВ:Аг у спортсменов коэффициент ранговой корреляции составлял [г=-0,30; р<0, 05]. В контрольной же группе -[г=0,14; р<0,05]. Слабые связи между этими двумя ключевыми параметрами, по-видимому, свидетельствуют о том, что они задействованы в реализации разных физиологических механизмов сосудисто-тромбоцитарного гемостаза.

Заключение

Таким образом, проведенное исследование показало, что эндотелий сосудов активно участвует в физиологических механизмах адаптации к систематическим мышечным нагрузкам. Мобилизация иммуноглобулинов основных классов вызывает повышение активности эндотелиоци-тов и сосудистую адгезию. Повышение в пределах нормальных значений концентраций бУСАМ-1 и антигена фактора фон Виллебранда у спортсменов не нарушает сосудисто-тромбоцитарный гемостаз, что подтверждается нормальными или незначительно повышенными значениями спонтанной агрегации тромбоцитов.

Повышенный уровень бУСАМ-1 у 63,6% спортсменов обусловлен наличием инфекционных явлений, что подтверждается повышенным уровнем СОЭ, ^М, ^О, ЦИК.

Библиографический список

1. Викулов, А. Д. Динамика реологических свойств крови при срочной и долговременной адаптации к мышечным нагрузкам разной интенсивности и длительности [Текст] : автореф. дис. ... канд. биол. наук / А. Д. Викулов. - Краснодар, 1986. - 200 с.

2. Лупинская, Э.А. Эндотелий сосудов - основной регулятор местного кровотока [Текст] / Э.А. Лупинская // Вестник КРСУ. - 2003. - № 7.- С. 29.

3. Насонов, Е.Л. Маркеры воспаления и атеросклероз : значение С-реактивного белка [Текст] / Е.Л. Насонов // Кардиология. - 1999. - № 2. - С. 8185.

4. Сашенков, С.Л. Состояние систем транспорта кислорода, особенности иммунного статуса и вероятность развития респираторных инфекций у спортсменов с аэробной и анаэробной направленностью тренировочного процесса [Текст] : автореф. дис. ... док. мед. наук / С.Л. Сашенков. - Челябинск, 1999. - 50 с

5. Bartzeliotou, A.I. Circulating levels of adhesion molecules and markers of endothelial activation in acute inflammation induced by prolonged brisk exercise [Text] / A.I. Bartzeliotou, A.P. Margeli, M. Tsironi, K. Skenderi, C. Bacoula, G.P. Chrousos, I. Papassotiriou //Clin Bio-chem., 2007. - 40(11): 765-70.

6. Gilen, C.M. et al. Plasma volume expansion in humans after a single intense exercise protocol [Text] / C.M. Gilen et al. //J. Appl. Physiol., 1991. - V. 71. - P.1914-1920.

7. Highton, J. A solid-phase enzyme immunoassay for C-reactive protein: clinical value and the effect of rheumatoid factor [Text] / J. Highton, P. Hessian // J. Immunol. Meth., 1984. - Vol. 68. - P.185-192.

8. James, J.P. Factor VIII related antigen in connective tissue disease patients and relatives [Text] /J.P. James, T.R.J. Stevens, N.D. Hall et al. //Brit.J.Rheum., 1990. - V.29. - P. 6-9.

9. Nagashima, K. Increased renal tubular sodium reabsorption during exercise-induced hypervolemia in humans [Text] /K. Nagashima, Y. Wu, S.A. Kavouras and G.W. Mack //J. Appl. Phisiol., 2001. - V. 91. - P. 12291236.

10. Saxton, J.M. Effect of upper- and lower-limb exercise training on circulating soluble adhesion molecules, hs-CRP and stress proteins in patients with intermittent claudication [Text] / J.M. Saxton, I. Zwierska, K. Hopkin-son, E. Espigares // Eur J Vasc Endovasc Surg., 2008. -35(5): 607- 13.