CC BY
20
37/2004 ЯШ
Вестник Ставропольского государственного университета fSHS
ШШНСШШШ ФШОМИЛ
ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ КАЛЬЦИТОНИНА И КТ-АКТИВНОСТИ ПЛАЗМЫ В ПРОЦЕССЕ АДАПТАЦИИ К МЫШЕЧНЫМ
НАГРУЗКАМ
Н.Г. Беляев
THE PECULIARITIES OF CALCITONINE CONCENTRATION CHANGES AND PLASMA KT-ACTIVITY IN THE PROCESS OF ADAPTATION FOR MUSCULAR WORKLOAD
BeliaevN.G.
During the research of adult rats it was determined that long muscular workload of trained animals is not accompanied by hypocalcimla development.
В эксперименте на взрослых крысах установлено, что выполнение продолжительной мышечной нагрузки тренированными животными не сопровождается развитием гипокальциемии.
УДК 577.175.446 + 577.175.47.
Актуальность изучения участия одного из основных кальцийрегулирующих гормонов в формировании приспособительных реакций определяется той важной ролью, какую играет кальций (Са) в протекании практически всех физиологических процессов в организме. К настоящему времени накоплен определенный экспериментальный и клинический материал, отражающий как динамику Са, так и кальцийрегулирующих гормонов при действии на организм стрес-сирующих факторов различной природы (И.А. Држевецкая, H.H. Лиманский, 1978; И.А. Држевецкая, Н.Ф. Мишина, 1978; В.Д. Слепушкин и соавт., 1985; Д.Н. Худа-вердян, К.П. Аракелян, 2002). Имеющиеся работы в основном связаны с изучением динамики Са и гормонов, ее регулирующих, при однократно действующем стрессирую-щем факторе, а не в процессе развития устойчивой адаптации.
Учитывая данное обстоятельство, в настоящей работе изучалась динамика Са, кальцитонина (КТ) и КТ-активности плазмы крыс в процессе тренировочного цикла как в состоянии покоя, так и при выполнении дозированных мышечных нагрузок. Наряду с этим определялось влияние мышечных нагрузок на функциональные резервы С-клеток щитовидной железы (ЩЖ).
Методика
Экспериментальным материалом служили крысы-самцы линии Вистар, которые в течение 9 недель выполняли беговые нагрузки. Для моделирования мышечных на-
i:I_IjI
Беляев H.
«Особенности изменения уровня кальцитонина и ИТ-активности плазмы...»
грузок использовался тредбан конструкции В.В. Александрова и В.Н. Безъязычного (1969), в модификации Н.Н. Лиманского (1981). Тренировка осуществлялась по модифицированной нами методике Ю.П. По-холенчука (1975). В данной методике выделяются следующие этапы тренировочного цикла: I - подготовительный (1-4 недели), II - разгрузочный (5 неделя), III - цикл интенсивных нагрузок (6-8 недели), IV - цикл активного отдыха (9 неделя).
Кровь для анализа брали в начале эксперимента, через 4, 8, и 9 недель тренировочного цикла, в состоянии относительного покоя и после выполнения дозированной нагрузки (90-минутный бег при скорости 20 м/мин).
В крови животных определяли концентрацию Са комплексонометрическим методом (Н.Л. Селочник и соавт., 1975), КТ-
Динамика Са, ИТ, ИТ-активности ш С-клеток щитовидной железы в
активность плазмы методом биологического тестирования (Г.А. Ткачева и соавт., 1975) и уровень КТ иммунноферментативным методом с использованием набора Б8Ь-10-7700.
Наряду с этим, определялись функциональные резервы С-клеток ЩЖ с использованием функциональной пробы с кальциевой нагрузкой (1М. Саге1, 1980). Для этого перорально через зонд крысам вводили 10% раствор СаС12 из расчета 2 мг Са на 100 г массы тела. Учитывая ранее полученные результаты (Н.Г. Беляев, 1987), согласно которым наиболее существенное увеличение КТ-активности плазмы, следовательно, и функциональной активности С-клеток щитовидной железы (ЩЖ) наступало через 45 минут после перорального введения СаС12, в настоящих исследованиях забор крови для анализа также осуществляли через 45 минут после кальциевой нагрузки.
Таблица
1азмы и функциональных резервов процессе тренировочного цикла
Условия экспе- До начала тре- Недели тренировочного цикла
римента нировок 4Р2 8Р2 9Р2
Са, ммоль/л
В покое 2,14±0,06 2,24±0,02 >0,2 2,91±0,10<0,001 2,20±0,11 >0,5
После мыш. на- 1,48±0,04 1,71±0,07<0,01 2,30±0,08<0,001 2,16±0,04<0,001
грузки Р1 <0,001 <0,001 <0,001 >0,5
При проведении 2,09±0,09 2,00±0,07 >0,5 2,84±0,10<0,001 2,16±0,04 >0,5
теста
Р1 >0,2 <0,01 <0,001 >0,5
КТ, пг/мл
В покое 7,96±0,81 4,47±0,60<0,001 3,14±0,37<0,001 5,76±0,58<0,001
После мыш. на- 11,71±1,09 5,21±0,46<0,001 1,92±0,34<0,001 4,81±0,54<0,001
грузки Р1 <0,01 >0,5 <0,05 >0,2
При проведении 13,03±1,06 11,05±0,41 >0,1 8,17±1,04<0,001 11,82±0,63>0,2
теста
Р1 <0,001 >0,001 <0,001 <0,001
КТ-активность плазмы, мед/мл
В покое 0,46±0,12 2,36±0,47<0,01 0,20±0,05>0,2 2,77±0,62>0,01
После мыш. на- 22,61±1,89 12,02±1,54<0,001 0,80±0,31<0,001 3,98±0,76<0,001
грузки Р1 <0,001 <0,001 >0,1 <0,001
При проведении 4,17±0,37 3,63±0,71>0,2 0,19±0,04<0,001 1,88±0,37<0,001
теста
Р1 <0,001 >0,2 >0,5 >0,5
Примечание: Р1 - достоверность отличий по сравнению с данными в покое; Р2 - достоверность отличий по сравнению с данными на начало эксперимента.
37/2004 ЯШ
Вестник Ставропольского государственного университета
Полученные результаты экспериментальных исследований статистически обрабатывались с использованием t-критерия Стьюдента. Различия считались достоверными при Р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Первоначально рассмотрим динамику Са и КТ в крови нетренированных животных при выполнении дозированной нагрузки и проведении теста с введением СаС12 (таблица 1).
В состоянии покоя концентрация Са соответствовала 2,14±0,06 ммоль/л, КТ -7,96±0,81 пг/мл, КТ-активность плазмы -0,46±0,12 мед/мл, что соответствует норме для данных животных. Проведение теста с кальциевой нагрузкой сопровождалось повышением как концентрации гормона, так и его биологической активности. Уровень Са незначительно снижался, что свидетельствует о достаточных функциональных резервах С-клеток ЩЖ и адекватной реакции железы на специфический стимул.
Выполнение нагрузки в отсутствие предварительных тренировок способствовало повышению уровня КТ и КТ-активности плазмы. При этом, если концентрация гормона повысилась с 7,96±0,81 пг/мл до 11,71±1,09 пг/мл, то его биологическая активность с 0,46±0,12 мед/мл до 22,61±1,89 мед/мл. Повышение как уровня гормона, так и его биологической активности обеспечивало возникновение гипокальциемии. Согласно данным, представленным в таблице, уровень Са в течение 90-минутного бега понизился с 2,14±0,06 ммоль/л до 1,48±0,04 ммоль/л.
Подобную закономерность в динамике Са и кальцийрегулирующего гормона при длительном действии стрессирующего фактора отмечали ранее ряд исследователей (И.А. Држевецкая и соавт., 1978; Н.Н. Ли-манский,1981; Д.Н. Худавердян, К.П. Ара-келян, 2002), что расценивалось как предохранительная реакция организма, обеспечивающая ограничение выраженности стрес-сорной реакции (И.А. Држевецкая и соавт., 1981).
В процессе тренировочного цикла регистрировались значительные изменения в содержании Са и изучаемого гормона. Так, увеличение объема выполняемых нагрузок способствовало возрастанию базального уровня Са. Если по окончании подготовительного периода концентрация данного катиона возросла до 2,24±0,02 ммоль/л, то через 8 недель, когда закончился цикл интенсивных нагрузок, его уровень составил 2,91±0,11 ммоль/л.
В цикле активного отдыха концентрация Са достоверно не отличалась от данных, регистрируемых на начало эксперимента.
Динамика Са при выполнении беговых нагрузок на различных этапах тренировочного цикла, также имела свои особенности. В подготовительном цикле выполнение 90 минутного бега еще сопровождалось гипо-кальциемией, но в период окончания 8 и 9 недель она не регистрировалась. Таким образом, в процессе становления тренированности формируются эндокринные механизмы поддержания оптимальной концентрации Са при продолжительных мышечных нагрузках.
Концентрация КТ в течение всего тренировочного цикла была достоверно ниже данных, регистрируемых в начале эксперимента. Наиболее низкие величины гормона определялись в период окончания цикла интенсивных мышечных нагрузок. Кальцийпо-нижающая способность плазмы в течение подготовительного периода повысилась и составила 2,36±0,47 мед/мл, в цикле интенсивных нагрузок понизилась до 0,20±0,05 мед/мл и вновь возросла по окончанию всего тренировочного цикла.
В процессе тренировочного цикла изменялась реакция кальцийрегулирующей системы на предъявляемый раздражитель. Увеличение КТ в процессе выполнения тестирующей нагрузки отмечалось только по окончанию подготовительного периода. В этот же период выполнение нагрузки способствовало и возрастанию биологической активности гормона. Повышение как уровня гормона, так и его биологической активности, было не столь значительным, как при выполнении данной нагрузки животными,
i:I_IjI
Беляев H.
«Особенности изменения уровня кальцитонина и ИТ-активности плазмы!...»
не имевшими предварительной тренировки. По окончанию разгрузочного цикла, также отмечалось незначительное повышение КТ-активности плазмы в ответ на мышечную нагрузку.
Проведение теста с кальциевой нагрузкой позволило нам установить, что способность С-клеток секретировать гормон в процессе тренировочного цикла изменилась незначительно. Достоверные отличия в секреции КТ были отмечены только по окончанию цикла интенсивных нагрузок. Однако биологическая активность гормона в условиях проведения теста оставалась низкой.
Таким образом, в процессе становления адаптации к мышечным нагрузкам при высоких базальных величинах Са регистрируется низкий уровень КТ и КТ-активности плазмы. Подобную парадоксальную реакцию С-клеток ЩЖ на специфический для ее секреции стимул, на наш взгляд, следует расценивать как одну из начальных форм проявления адаптивных реакций, биологический смысл которой заключается в продолжительном поддержании высокого уровня Са, как одного из обязательных компонентов морфофункциональных перестроек в организме.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев В.В., Безъязычный В.И. Методика определения работоспособности мелких животных. (Материалы к макро-микро-скопической анатомии): Сб. науч. трудов /Харьковский гос. пед. институт. —Харьков, 1969. — Вып. 88. — С. 31-33.
2. Беляев Н.Г. Нейроэндокринная регуляция обмена кальция в восстановительном периоде после мышечных нагрузок: Автореф. дис... канд. биол. наук. —М., 1987. — 22 с.
3. Држевецкая И.А., Лиманский Н.Н. Тирокальцитониновая активность и уровень кальция в плазме при мышечной деятельности // Физиологический журн. СССР. — 1978. — Т. 64. — > 9. — С. 1498-1500.
4. Држевецкая И.А., Мишина Н.Ф. Участие тирокалъцитонина в развитии стресса // Физиологический журн. СССР. — 1978. — Т. 64. — № 6. — С. 864-868.
5. Лиманский Н.Н. Взаимодействие калъцито-нина и гормонов гипоталамо-гипофизарно-адренокортикалъной системы при мышечной деятелъности: Автореф. дис в канд. наук. —М., 1981. —16 с.
6. Похоленчук Ю.П. Функционалъное состояние коры надпочечников в ближайшем и отдаленном восстановителъном периоде: Автореф дис... канд. биол. наук. — Киев. — 18 с.
7. Селочник Л.И., Брискин А.И., Антонова Е.Е. Фотоэлектроколориметрическое определение концентрации калъция в плазме или сыворотке с применением ЭДТА и мурексида // Химико-фармацевтический журнал. — 1978. — Т. 12. — Ns 10.— С. 138—140.
8. Слепушкин В.Д., Лишманов Ю.Б., Золоев Г.К., Прум И.А. Современные представления о некоторых не традиционных нейроэндокринных механизмах стресса // Успехи физиол. наук. — 1985.- Т.16. — № 4.-С. 106-118.
9. Ткачева Г.А., Симонов В.В., Каплан В.П. Способ определения концентрации тирокалъцитонина в плазме крови // Ортопедия, травматология и протезирование. — 1983. — № 3. — С. 5255.
10. Худавердян Д.Н., Аракелян К.П. О включении калъцийрегулирующих гормонов кортизола и электролитов крови в ранние приспособителъ-ные реакции организма // Российский физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2002. — Т. 88. —№ 3. — С. 381-386.
11. Gar el J.M., Besnard P. Biphasie calcitonin release in the newborn rat//Biomedicine. 1980. — V. 33. —№ 4. —Р. 124-126.
Об авторе
Беляев Николай Георгиевич, кандидат биологических наук, доцент кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека СГУ. Автор более 50 научных публикаций. Сфера научных интересов - изучение нейроэндокринных механизмов адаптации к спортивным нагрузкам.
