CC BY
38
УДК 577.121.7+577.322.22
СОСТОЯНИЕ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ СПОРТИВНОГО МАСТЕРСТВА У КОНЬКОБЕЖЦЕВ
О.Б. Цейликман, И.В. Киреенко, Д.А. Губкин, ЕЛ. Рудина, А.В. Линин ЮУрГУ, г. Челябинск
Получены данные, свидетельствующие о более высоком уровне свободнорадикального окисления у конькобежцев высокой спортивной квалификации. У мастеров спорта и кандидатов в мастера спорта отмечено повышение интенсивности окисления белков и липопероксидации.
Ключевые слова: конькобежцы, свободно-радикальное окисление, окисление белков, липопероксидация.
Для конькобежного спорта, как и для других циклических видов спорта, характерна аэробная направленность тренировочного процесса, что предусматривает активацию кислород-зависимых механизмов энергопродукции, при систематически выполняемых физических нагрузках [1, 2, 5]. В свою очередь, это приводит к увеличению содержания миоглобина и увеличению мощности митохондриального окисления как на уровне дегидрогеназ цикла трикарбоновых кислот, так и на уровне дыхательной цепи митохондрий. У высококвалифицированных спортсменов-конькобежцев по мере роста общефизической подготовки возрастают аэробные возможности. Предполагаемым последствием увеличения эффективности аэробного энергообеспечения у тренированных спортсменов может быть активация свободно-радикального окисления. Известно, что генерация активных форм кислорода является побочным следствием работы дыхательной цепи митохондрий. Поэтому представляется вероятным усиление таких звеньев свободно-радикального окисления, как липопероксидация и окислительная деструкция белков по мере роста у конькобежцев спортивного мастерства. Проверка этого предположения составила цель настоящего исследования.
Методика. Исследование выполнено на 24 добровольцах-конькобежцах. Среди них 10 спортсменов имели квалификацию 1-го разряда, 14 -кандидаты в мастера спорта и мастера спорта. Для биохимических исследований кровь забирали из вены в утренние часы натощак. Для оценки уровня свободно-радикального окисления в сыворотке крови определяли содержание окислительно-модифи-цированных белков, по Е.Е. Дубининой и соавт. [3], молекулярных продуктов ПОЛ по И.А. Волчегорскому и соавт. [6]. Кроме того, по уровню Бе+2 аскорбат индуцированному ПОЛ [4] определяли окисляемость липидов экстрагируемых в изо-про-панольной фракции. Оценка статистически значимых различий осуществлялась с помощью непараметрических критериев (11-критерия Вилкоксона-
Манна-Уитни; WW-критерия Вальда-Вольфовица, ^-одностороннего критерия Колмогорова-Смирнова). Для обработки результатов исследований использовали пакет прикладных программ “Statistica 6.0 for Windows”.
Результаты и обсуждение. Установлено, что у конькобежцев более высокие аэробные возможности сопряжены с более высоким уровнем окислительной деструкции белков и липопероксидации. Так у спортсменов, имеющих квалификацию кандидата в мастера спорта и мастер спорта РФ, на 38 % повышен базальный уровень нейтральных карбонилированных белков и на 46 % базальный уровень основных карбонилированных белков. При этом не зарегистрированы статистически значимые различия по уровню окислительно-модифицированных белков индуцированных в системе Fe+2-H202 (табл. 1).
Об усилении липопероксидации свидетельствует повышенное содержание гептан-растворимых Шиффовых оснований, а также гептан-раство-римых кетодиенов и сопряжённых триенов у лиц с более высоким уровнем спортивного мастерства. На этом фоне у спортсменов имеющих квалификацию кандидата в мастера спорта и мастера спорта по сравнению с перворазрядниками снижено содержание изо-пропанол-растворимых диеновых конъюгатов. Разнонаправленные изменения ПОЛ в изо-пропанольной и гептановой фазах могут быть связаны с усилением активности фосфолипазы А2, обеспечивающей образование лизофосфатидов и переход ацильного радикала из полярных липидов в неполярные. В пользу изложенного свидетельствует факт сниженного уровня Fe+2 аскорбат индуцированного ПОЛ в изо-пропанольной фракции у высококвалифицированных спортсменов, что можно интерпретировать как более низкую окисляемость полярных липидов, вследствие снижения содержания ацильных радикалов с ненасыщенными связями, являющимися субстратами для пере-окисления.
Полученные результаты хорошо согласуются
Цейликман О.Б., Киреенко ИВ., Состояние свободно-радикального окисления
Губкин Д.А,, Рудина Е.А., Линин А.В._________е зависимости от уровня спортивного мастерства...
Таблица 1
Влияние уровня спортивного мастерства на некоторые показатели свободно-радикального окисления в крови у конькобежцев
Показатель 1 Первый разряд (п = 10) 2 кмс+мс (п = 14)
Продукты ПОЛ и карбонилированные белки
Г ептан-растворимые кетодиены и сопряжённые триены, у.е.о 0,086 ± 0,006 0,098 ± 0,007 Р = 0,01Ш
Г ептан-растворимые Шиффовы основания, у.е.о 0,016 ± 0,004 0,028 ± 0,007 Р = 0,01Ш
Изопропанол-растворимые диеновые конъюгаты (базальный уровень), у.е.о 0,94 ± 0,015 0,59 ±0,018 Р = 0,00711
Изопропанол-растворимые диеновые конъюгаты (индуцированные), у.е.о 1,13 ±0,008 1,022 ± 0,006 Р = 0,041 и
Изопропанол-растворимые кетодиены и сопряжённые триены (индуцированные), у.е.о 1,046 ± 0,005 1,039 ±0,008
Карбонилированные белки (нейтральные), мг/г белка 0,328 ± 0,04 0,45 ± 0,03 Р = 0,03511
Карбонилированные белки (основные), мг/г белка 0,17 ± 0,02 0,24 ± 0,04 Р = 0,0411
Примечание: у.е.о - условные единицы окисления; 11-критерий Манна-Уитни.
с данными других исследователей об усилении липопероксидации по мере роста аэробных возможностей у спортсменов [2, 5]. Наши данные свидетельствуют, что отмеченная закономерность не ограничивается ПОЛ, и помимо этого касается ещё и окислительной деструкции белков. В связи с тем, что исследовалось окисление белков сыворотки, следует обратить внимание на рост среди них молекул, утративших свою функциональную значимость у конькобежцев с высоким уровнем спортивного мастерства. Среди карбонилирован-ных белков возможно присутствие и иммуноглобулинов. В этом случае, становится понятным высокая степень подверженности респираторным инфекциям у спортсменов с аэробным характером тренировочного процесса. В отношении увеличения уровня липопероксидации необходимо отметить, что подавляющее большинство липидов сыворотки крови находится в липопротеидных фракциях. Однако среди гептан-растворимых липидных фракций могут присутствовать и свободные жирные кислоты (СЖК) [6], которые транспортируются к тканям, как в составе липопротеидов, так и с помощью альбумина. Вполне возможно, что среди окислительно-модифицированных белков присутствуют и альбумины, которые в карбонилирован-ном состоянии не могут эффективно поставлять СЖК в ткани. Соответственно, находясь в цирку-
ляции, СЖК становятся доступными для пере-окисления. Следует отметить, что молекулярные продукты ПОЛ, будучи хемоаттрактантами, обладают провоспалительными свойствами. Кроме того, не исключено, что повышение содержания окислительно-модифицированных белков отражает нарушение липид-синтезирующей функции печени вследствие развития неспецифического реактивного гепатита, сопровождающегося нарушением белок-синтезирующей функции печени. В этом случае процессы свободно-радикального окисления усиливаются вследствие нарушения синтеза белков-антиоксидантов - церулоплазмина и транс-феррина. Изложенные аргументы обосновывают представление об усилении процессов свободнорадикального окисления как о проявлении «цены адаптации».
Исследование проведены в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.
Литература
1. Волчегорский, И. А. «Средние молекулы» как вероятные модуляторы функций фагоцитов у спортсменов-лыжников / И. А. Волчегорский, Д.А. Дятлов, И. И. Долгушин и др. // Физиология человека. -1996. - Т. 22, М 1. - С. 140-142.
Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура», выпуск 22
57
Проблемы здравоохранения
2. Волчегорский, И. А. Влияние личностнохарактерологического статуса на содержание продуктов липопероксидации в крови и антиокис-лительную активность крови / И.А. Волчегорский, А.Ю. Хребтова // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. - 2004. - Т. 90, № 3. - С. 339-344.
3. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, метод её определения /Е.Е. Дубинина, С. О. Бурмистров, ДА. Ходов, И.Г. Поротое //Вопросы мед. химии. -1995. - Т. 41. - С. 24-26.
4. Спектрофотометрическое определение конечных продуктов перекисного окисления липидов /
Е.И. Львовская, И.А. Волчегорский, С.Е. Шемяков, Р.И. Лифшиц //Вопросы мед. химии. -1991. -№ 4. -С. 92-94.
5. Хребтова, А.Ю. Состояние систем транспорта кислорода и психофизиологические особенности у спортсменов с аэробной и анаэробной направленностью тренировочного процесса: авто-реф. дис. ... канд. биол. наук / А.Ю. Хребтова. -Челябинск, 1999. - 24 с.
6. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптационных реакций организма / И.А. Волчегорский, И. И. Долгушин, О.Л. Колесников, В.Э. Цейликман. — Челябинск, 2000. -167 с.
7. McArdle, W.D. Exersise Physiology. Energy, Nutrition and Human Performance/ W.D. McArdle,
F.I. Katch, V.L. Katch. — Philadelphia: LeaFebiger. -1986. - 696 p.
Поступила в редакцию 23 декабря 2009 г.
