CC BY
442. Павловский, Ю.А. Шорт-трек / Ю.А. Павловский, И.А. Богданов. - М.: Физкультура и спорт, 1989. - 78 с.
3. Чернов, И.П. Методические рекомендации по планированию тренировки конькобежцев второго и третьего разрядов / И.П. Чернов. -Киев, 1981. - 46 с.
4. Платонов, В.Н. Контроль в спортивной тренировке /
B.Н. Платонов // Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения. - М.: Советский спорт, 2005.- С. 572-613.
5. Макарова, Г.А. Медицинский справочник тренера / Г.А. Макарова, С.А. Локтев. - М., 2005. - 586 с.
6. Диагностическое значение лабораторных показателей : практическое пособие / Е.Т. Зубовская [и др.]. - 4-е изд, испр. и доп. -Минск: БГУФК, 2014. - 421 с.
7. Рыбина, И.Л. Использование активности креатинфосфокиназы в оценке срочной и долговременной адаптации организма спортсменов к тренировочным нагрузкам / И.Л. Рыбина, З.М. Кузнецова // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2015. - № 3(36). - С. 150-158.
8. Нехвядович, А.И. Изменение биохимических показателей у спортсменов различной квалификации в шорт-треке на этапах годичной подготовки. / А.И. Нехвядович, А.Н. Будко // Научное обоснование физического воспитания, спортивной тренировки и подготовки кадров по физической культуре, спорту и туризму: материалы XIV Междунар. науч. сессии по итогам НИР за 2015 год, Минск, 12-14 апр. 2016 г.: в 3 ч. / Белорус. гос. ун-т физ. культуры; редкол.: Т.Д. Полякова (гл. ред.) [и др.]. - Минск: БГУФК, 2016. - Ч. 3. -
C. 115-119.
04.11.2020
УДК 616.15
ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ НЕКОТОРЫХ ТРАНСМИТТЕРОВ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ
Н. Н. Иванчикова, канд. биол. наук,
И. А. Чарыкова, канд. мед. наук,
Л. В. Филипович, А. В. Ковкова,
Республиканский научно-практический центр спорта
Аннотация
Трансмиттеры нервной системы (нейромедиаторы) играют ключевую роль во многих физиологических и биохимических процессах, протекающих в организме человека.. При изучении концентрации нейромедиаторов у людей в норме и при патологии наблюдались видимые различия в поведении. В статье представлены результаты
исследования содержания трансмиттеров нервной системы в сыворотке крови высококвалифицированных спортсменов различных видов спорта. Всего обследовано 47 спортсменов по плаванию, фехтованию, гребле академической, спортивной гимнастике, акробатике. Определялось содержание серотонина, норадреналина и дофамина в сыворотке крови. Выявлено, что средние значения нейромедиаторов в крови спортсменов не выходили за границы клинической нормы, более высокие значения серотонина отмечались у женщин по сравнению с мужчинами, наибольшая частота отклонений от нормы выявлена по серотонину.
PECULIARITIES OF LEVEL OF CERTAIN NEUROTRANSMITTERS IN BLOOD OF HIGHLY QUALIFIED ATHLETES
Abstract
Nervous system transmitters (neurotransmitters) play a key role in many physiological and biochemical processes occurring in the human body. When studying the concentration of neurotransmitters in normal and abnormal individuals, there were visible differences in their behaviour. The article presents the results of the study of levels of nervous system transmitters in blood of highly qualified athletes in various sports. A total of 47 athletes were examined in swimming, fencing, rowing, gymnastics and acrobatics. Serotonin, noradrenaline and dopamine in blood were determined It was found that the average values of neurotransmitters in the blood of athletes did not exceed the clinical norm, higher serotonin values were observed in women compared to men, and the highest frequency of deviations from the norm was found in serotonin.
Введение
Трансмиттеры нервной системы (нейромедиаторы) играют ведущую роль во многих физиологических и биохимических процессах, протекающих в организме человека. Отмечается взаимосвязь между содержанием медиаторов нервной системы и поведением человека. Нейромедиаторы - биологически активные вещества, осуществляющие взаимодействие между нервными клетками. На каждый нейромедиатор приходится один или несколько специфических рецепторов. В зависимости от действия на центральную нервную систему (ЦНС) выделяют тормозные и активирующие нейромедиаторы. К тормозным медиаторам нервной системы относится гамма-аминомасляная кислота, ацетилхолин, эндорфины, анандамиды и др., к активирующим - глутамат, адреналин и норадреналин [1].
В соответствии с основными концепциями развития личности особенности поведения человека осуществляются через взаимодействие нейромедиаторов ЦНС, важнейшими из которых являются дофамин, серотонин и норадреналин [2-4].
Серотонин отвечает за формирование двигательных актов, систем положительного подкрепления, влияет на пищевое, половое, исследовательское поведение, участвует в формировании аффективных компонентов поведенческих актов, самообладания
и эмоциональной устойчивости, влияет на суточные и циркадианные ритмы физиологических процессов, осуществляет регуляцию температуры организма. Увеличение концентрации серотонина создает в коре головного мозга ощущение улучшения настроения; уменьшение -вызывает снижение настроения и депрессию. Серотонин является основным медиатором, контролирующим агрессивное поведение, а также проявление тревожных состояний при изменении внешних условий [5].
Поддержание энергетического баланса считается одной из наиболее важных биологических функций, и серотонин рассматривается как основной стимулятор энергетического обмена [6]. В ЦНС он модулирует высшую нервную деятельность, включая сон и бодрствование, настроение, аппетит, материнское и сексуальное поведение [7]. Общепризнана его роль в развитии таких психических расстройств, как маниакально-депрессивный психоз, шизофрения, депрессия, тревожные состояния, нарушения пищевых мотиваций [8, 9].
Периферический серотонин играет роль в регуляции моторики желудочно-кишечного тракта [10], уровня глюкозы в крови, в активации тромбообразования, регуляции сосудистого тонуса и артериального давления, сердечного ритма, силы сердечных сокращений [11-13]. Серотонинергическая система является звеном патогенеза атеросклероза, артериальной гипертензии, легочной гипертензии, ишемической болезни сердца, фибрилляции предсердий, сердечной недостаточности [14]. Возможно, что дилатационная и гипертрофическая кардиомиопатии являются результатом генетических сбоев данной нейрогормональной системы. Широкий спектр эффектов серотонина объясняется наличием 15 типов рецепторов, объединенных в зависимости от локализации, внутриклеточных эффектов и фармакологического сродства [15].
Норадреналин является нейромедиатором, отвечающим за бодрствование и принятие быстрых решений. Концентрация норадреналина повышается в экстремальных ситуациях и при стрессе.
Повышенный уровень норадреналина ассоциируется с развитием кошмарных сновидений, перевозбуждения, навязчивых воспоминаний, а также панических атак. Кроме того, повышенная концентрация в сыворотке крови данного нейротрансмиттера сопряжена с вегетативными нарушениями (тахикардия, гипервентиляция, тремор, потливость и т.д.). Дефицит норадреналина связан со стойкими фобиями, беспокойством, постоянным волнением, напряжением, тревожным ожиданием, избегающим поведением [16].
Дофамин формирует у человека чувство удовлетворения или неудовольствия при переживании ощущений, получаемых от стимулов важных для людей: еды, секса, спорта, общения и т.д. При низкой концентрации дофамина у человека развивается потребность в получении удовольствия с помощью каких-либо других более сильных раздражителей. Чаще всего такими раздражителями могут быть наркотики, никотин, алкоголь, азартные игры, еда, секс и т.д. [3]
Такие формы поведения полностью добровольны и средовые факторы играют здесь главную роль [17].
Дофамин способен придавать человеку уверенность в себе, стремление к самосовершенствованию. Доказано, что у людей с низкой самооценкой снижено содержание дофамина [1].
У дофамина пять рецепторов, пронумерованные от D1 до D5. Четвертый рецептор отвечает за поиск новизны. Его кодирует ген DRD4, от длины которого зависит интенсивность восприятия дофамина. Чем меньше количество повторов, тем проще человеку достичь пика удовольствия. Чем больше количество повторов - а их может быть до десяти - тем сложнее получить удовольствие [16, 17].
Исходя из представлений о химической природе эмоций депрессивные состояния принято объяснять дефицитом продукции норадреналина, серотонина, дофамина [1, 18, 19].
Спортивная деятельность - это деятельность стрессогенного характера. В исследованиях показано, что длительное воздействие стресса приводит к таким неблагоприятным воздействиям, как снижение общей психической устойчивости организма, появление чувства неудовлетворенности результатами своей деятельности, тенденция к отказу от выполнения заданий в ситуациях повышенных требований, неудач и поражений. Пребывание в постоянном напряжении, в конечном итоге, приводит к хроническому стрессу и, как следствие, к профессиональному «выгоранию» [20].
Спорт требует от человека огромных физических и эмоциональных затрат. Стандартные условия профессиональной жизни спортсменов - это длительное отсутствие дома, бесконечные перелеты, акклиматизация, тяжелейшие тренировки и непростые соревнования при невозможности полного восстановления физиологических и психологических ресурсов. Спортивная карьера, успешность в спорте и крушение карьеры из-за травмы, «обвал» образа мира и образа жизни спортсмена - ситуация, приводящая к сильнейшему психологическому стрессу. Не всегда спортсмен может выйти из нее, принять своё поражение и начать работать над собой, заново добиваясь побед и продолжая путь к цели [21].
Установлено, что у 50 % спортсменов, участвовавших в исследовании, выражен нейротизм (беспокойство, возбудимость, тревожность, неуверенность в себе) как предрасполагающий фактор формирования эмоционального выгорания: чувствительность к замечаниям, повышенный самоконтроль, высокий уровень тревожности и эмоциональность [22].
Таким образом, изучение и анализ содержания трансмиттеров нервной системы необходимо проводить с целью выявления уровня психологического стресса и дезадаптации у спортсменов различных видов спорта на этапах подготовки.
Цель исследования - определить особенности содержания серотонина, норадреналина, дофамина в сыворотке крови высококвалифицированных спортсменов.
Методы и организация исследования.
Обследовано 47 спортсменов по плаванию, фехтованию, гребле академической, спортивной гимнастике, акробатике. Возраст обследованного контингента составлял от 18 до 32 лет, уровень квалификации: от мастера спорта до заслуженного мастера спорта.
Содержание нейромедиаторов определялось иммуноферментным методом с использованием стандартных наборов фирмы «Demeditec Diagnostics GmbH (Германия) на фотометре «Multiscan EX» (Thermo fisher, Финляндия). Границы нормы и единицы измерения нейромедиаторов представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Границы нормы и единицы измерения нейромедиаторов
Наименование Граница нормы Единица измерения
Серотонин 70-270 нг/мл
Норадреналин < 600 пг/мл
Дофамин < 100 пг/мл
Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ «Statistica 10.0». В связи с тем, что полученная выборка не имела нормального распределения, были использованы непараметрические методы анализа. Пороговое значение уровня значимости принято равным 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Как видно из данных, представленных в таблице 2, средние значения серотонина, норадреналина, дофамина в сыворотке крови спортсменов различных видов спорта находились в пределах клинической нормы.
Таблица 2 - Содержание нейромедиаторов у спортсменов
Показатель n Х ср. Sx
Мужчины
Серотонин, нг/мл 25 126,40* 17,27
Норадреналин, пг/мл 25 227,24 41,06
Дофамин, пг/мл 25 19,47 3,21
Женщины
Серотонин, нг/мл 22 173,36* 13,12
Норадреналин, пг/мл 22 238,43 43,22
Дофамин, пг/мл 22 20,43 3,53
Примечание: * - достоверное отличие показателя между мужчинами и женщинами, р<0,05.
Статистически более высокие значения серотонина отмечались у женщин-спортсменок по сравнению с мужчинами-спортсменами (р<0,05). Концентрация серотонина в сыворотке крови мужчин составляла 126,40±17,27 нг/мл, у женщин - 173,36±13,12 нг/мл.
Данная тенденция может служить косвенным подтверждением более высокой устойчивости к стрессу у женщин, занимающихся спортом.
Значения катехоламинов норадреналина и дофамина также не выходили за границы референтных значений и принимали следующие значения: концентрация норадреналина в крови мужчин составляла 227,24±41,06 пг/мл, у женщин - 238,43±43,22 пг/мл, содержание дофамина у мужчин - 19,47±3,21 пг/мл и у женщин -20,43±3,53 пг/мл.
Анализ доли отклонений от клинической нормы содержания нейромедиаторов выявил, что наибольшая частота отклонений от нормы отмечалась по серотонину (рисунок 1).
Рисунок 1 - Доля отклонений от клинической нормы показателя
у спортсменов
Общий процент отклонений от нормы по серотонину у спортсменов составил 26 %, из них у 17 % выявлены пониженные значения, у 9 % - повышенные. Доля отклонений от нормы (повышенные значения) по дофамину и норадреналину соответственно составила 2 и 4 % случаев.
Спортивную деятельность можно рассматривать как совокупность психологического и физиологического стрессов. Важнейшими составляющими спортивной успешности, помимо физической подготовленности, являются психологическая адаптация спортсменов к стрессовым условиям и сохранение мотивации в стремлении к успеху на всех этапах спортивной деятельности [2, 23].
Нейромедиаторы оказывают различное воздействие на функциональное состояние и поведение человека. Основное внимание исследователей сконцентрировано на серотонинергической системе как наиболее важной в плане формирования депрессии и участвующей в регуляции различных видов поведения (в том числе агрессивности и импульсивности) [24, 25]. Резкое увеличение содержания серотонина происходит во время занятий спортом. Показано, что экстремальные виды спорта и экстремальные нагрузки компенсаторно повышают выработку и мобилизацию серотонина у спортсменов. В свою очередь, накопление серотонина улучшает настроение, ослабляет тревожность и депрессивные компоненты, что ведет к повышению результативности спортивных показателей [26].
Известно, что под воздействием регулярных физических и психических нагрузок, сопровождающих жизнь спортсмена, происходят изменения в серотониновой передаче, а введение в организм агентов, препятствующих резкому возрастанию концентраций серотонина в ЦНС, повышает работоспособность во время спортивных тренировок и продлевает время до наступления у спортсмена утомления. Участие серотониновой системы в процессах развития центрального утомления при выполнении физической работы, а также под воздействием психических нагрузок делает проблему изучения индивидуальных особенностей функционирования серотониновой системы особенно актуальной не только с теоретической, но и с практической точки зрения [27].
Особенности содержания серотонина в сыворотке крови мужчин и женщин, доля отклонений данного показателя от нормы, вероятно, дает возможность использовать данный показатель как прогностический критерий оценки устойчивости спортсмена к физическим и психологическим нагрузкам, а также для разработки новых методов восстановления спортсменов.
Заключение
Таким образом, анализ содержания трансмиттеров нервной системы у спортсменов выявил:
- средние значения серотонина, норадреналина и дофамина в сыворотке крови в границах клинической нормы;
- более высокие значения серотонина у женщин-спортсменок по сравнению с мужчинами-спортсменами;
- наибольшую частоту отклонений от нормы по серотонину.
Данные о динамике нейромедиаторов в сыворотке крови
спортсменов в дальнейшем могут использоваться специалистами спортивной медицины для контроля за состоянием спортсменов, потенциально склонных к психоэмоциональным нарушениям, а также позволят осуществлять психологическую коррекцию эмоционального состояния атлетов на всех этапах спортивной деятельности [2].
Перспективным является дальнейшее исследование содержания нейромедиаторов в сыворотке крови спортсменов как критерия развития дезадаптации к тренировочным нагрузкам, особенно на соревновательном этапе подготовки.
Информация о содержании медиаторов нервной системы позволит управлять процессом психологической подготовки спортсменов на различных этапах спортивного совершенствования и повышать уровень психологической устойчивости атлетов в экстремальных условиях спортивной деятельности.
Список использованных источников
1. Северин, Е.С. Биохимия: учеб. для вузов / Е.С. Северин. -М.: «ГЭОТАР-МЕД», 2003. - 545 с.
2. Куликова, М.А. Полиморфизмы генов дофаминергической системы - маркеры проявления тревожности у спортсменов: дис. ... канд. биол. наук: 14.00.51 / М.А. Куликова. - М., 2009. - 123 с.
3. Allelic diagnosis of susceptibility to compulsive disorder / Blum К. [et al.] // Biotechnology Advances. - 1997. - Vol. 15 (2). - P. 25-29.
4. Alemanno, F. Biochemistry for Anesthesiologists and Intensivists/ F. Alemanno // Neurotransmitters. - 2019. - Р. 250.
5. Рядова, Л.А. Полиморфизм генов серотонинового обмена при невротических психических расстройствах у русских Западносибирского региона / Л.А. Рядова / / Вестник томского государственного университета. - 2009. - № 319. - С. 198-202.
6. Загребаева, О.Ю. Роль серотонинергической системы в развитии ожирения / О.Ю. Загребаева / / Медицинские новости. -2016. - № 4. - С. 15-17.
7. Azmitia, E.C. Serotonin neurons, neuroplasticity, and homeostasis of neural tissue / E.C. Azmitia // Neuropsychopharmacology - 1999. -Vol. 21. - P. 33-45.
8. Lesch, K.P. Serotonergic gene expression and depression: implications for developing novel antidepressants / K.P. Lesch // Journal of affective disorders. - 2001. - Vol.62. - P. 57-76.
9. Mann, J.J. The neurobiology and genetics of suicide and attempted suicide: a focus on the serotonergic system / J.J. Mann, D.A. Brent, V. Arango // Neuropsyhopharmacology. - 2001. - Vol.24. - P. 467-477.
10. Gershon, M.D. Review article: roles played by 5-hydroxytryptamine in the physiology of the bowel / M.D. Gershon // Alimentary pharmacology and therapeutics. - 1999. - Vol. 13, Supl. 2. -P. 15-30.
11. Кириллова, В.В. Адренергическая и серотониновая регуляция сократимости миокарда пациентов с различными морфофункциональными изменениями сердца при хронической сердечной недостаточности / В.В. Кириллова, Р.К. Джорджикия, Р.Р. Нигматуллина // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2007. - Т. 144, № 10. - С. 380-383.
12. Yusuf, S. / 5-hydroxytryptamine and atrial fibrillation: how significant is this piece in the puzzle? / S. Yusuf, N. Al-Saady, J.Camm / / Journal cardiovascular electrophysiology. - 2003. - Vol. 14. - P. 209-214.
13. Recent advances in understanding serotonin regulation of cardiovascular function / F. Cote ^t al.] // Trends in molecular medicine. - 2004. - Vol. 10. - P. 232-238.
14. Frishman, W.H. Serotonin and the heart / W.H. Frishman, P. Grewall / / Annals of medicine. - 2000. - Vol. 32 (3). - P. 195-209.
15. Nebigil, C.G. Functional consequence of serotonin 5-HT2B receptor signaling in heart: role of mitochondria in transition between hypertrophy and heart failure? / C.G. Nebigil, D. Pharm, L. Maroteaux // Circulation. - 2003. - Vol. 108. - P. 902-908.
16. Structural analysis of dopamine- and amphetamine-induced depolarization currents in the human dopamine transporter / Q.Y. Tang [et al.] // ACS chemical neuroscience. - 2015. - Vol. 15, № 6 (4). - Р. 551-558.
17. Барский, В.И. Анализ связи полиморфизма генов дофаминовой и серотониновой систем с личностными характеристиками подростков в психогигиенических исследованиях: дис. ... канд. мед. наук: 14.02.01 / В.И. Барский. - М., 2011. - 144 с.
18. Вышковский, Л.Г. Энциклопедия лекарств: регистр лекарственных средств России: ежегодный сборник / Л.Г. Вышковский.-М.: ООО «РЛС-2004», 2004. - 1503 с.
19. Mechanism and time course of cocaine-induced long-term potentiation in the ventral tegmental area / E. Argilli [et al.] // The Journal of Neuroscience. - 2008. - Vol. 28, № 37. - P. 9092-9100.
20. Оценка уровня профессиональной адаптации спортсменов на основе полиморфных локусов генов нейромедиаторных систем и типов поведения по шкале avem / Н.В. Шепелевич [и др.] // Здоровье для всех. - 2017. - С. 10-15.
21. Барабанщикова, В.В. Профессиональные деформации в спорте высших достижений / В.В. Барабанщикова, О.А. Климова // Национальный психологический журнал. - 2015. - № 2 (18). - С. 3-11.
22. Шепелевич, Н.В. Определение нейротизма у спортсменов с различными комбинациями генов СОМТ и DAT1 / Н.В. Шепелевич, В.В. Маринич / / Здоровье для всех. - 2018. - № 3. - C. 2-8.
23. Поликанова, И.С. Психофизиологические детерминанты развития утомления при когнитивной нагрузке: дис. ... канд. психол. наук: 19.00.02 / И.С. Поликанова. - М., 2013. - 240 с.
24. Genetics of the serotoninergic system in suicidal behavior / V. Arango [et al.] // Journal of psychiatric research. - 2002. - Vol. 37, №5. - P. 375-386.
25. Genetics of suicidal behavior: candidate association genetic approach / G. Zalzman [et al.] // Israel journal of psychiatry and related sciences. - 2002. - Vol. 39, № 4. - P. 252-261.
26. Каркищенко, Н.Н. Релаксационная транскраниальная стимуляция головного мозга спортсменов: роль серотониновых механизмов / Н.Н. Каркищенко, В.Н. Каркищенко, Е.Б. Шустов, Д.Б. Чайванов / / Биомедицина. - 2015. - № 2. - С. 4-14.
27. Тимофеева, М.А. Полиморфизмы генов серотонинергической системы - маркеры устойчивости спортсмена к физическим и психическим нагрузкам: дис. ... канд. биол. наук: 14.00.51 / М.А. Тимофеева. - М., 2008. - 124 с.
06.11.2020
УДК 796.422.1
