CC BY
9Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 23 (62). 2010. № 1. С. 25-31.
УДК 612.6.057-053.81: 612.014.1
СТАТЕВ1 В1ДМ1ННОСТ1 У СТАН1 СИСТЕМИ СИНТЕЗУ ОКСИДУ АЗОТУ У ЗДОРОВИХ МОЛОДИХ ЛЮДЕЙ В1КОМ 18-20 РОК1В
Богдановська Н.В.
Запор1зький нащональний ун1верситет, Запор1жжя, Украша
E-mail: nadezhdabg@rambler.ru
Проведено бiохiмiчне дослщження плазми кровi практично здорових юнак!в та д!вчат 18-20 рок!в до i пiсля фiзичних тренувань. Отримаш матерiали дозволили констатувати об'ективне гснування статевих вiдмiнностей у станi системи синтезу оксиду азоту. Для юнаюв була характерна б!льш висока штенсившсть окисного шляху синтезу NO за участю конститутивно! NO-синтази, а також дом!нування даного шляху синтезу оксиду азоту над вщновлювальним ресинтезом NO i його синтезом за рахунок тдвищення активностi кальцшнезалежно! шдуцибельно! NO-синтази.
Ключов1 слова: оксид азоту, система синтезу, фiзичнi тренування, статевi ввдмшноста, юнаки, д!вчата
ВСТУП
Вивченню статевих особливостей р!зних ф!з!олог!чних систем орган!зму практично здорових ос!б та ос!б з певними в!дхиленнями у стан! здоров'я, присвячена останн!м часом досить велика к!льк!сть експериментальних досл!джень [1, 2].
Зокрема, показано об'ективний вплив статево! приналежност! на р!вень поточного функц!онального стану серцево-судинно!, дихально!, ендокринно!, нервово! та !нших ф!з!олог!чних систем, а також на характер !х реакц!! при д!! р!зних фактор!в зовн!шнього середовища [3, 4].
Разом з тим, практично не вивченими е питання, що стосуються статевих особливостей системи синтезу оксиду азоту, що розглядаеться ц!лим рядом автор!в як найважлив!ший регулятор р!зних ф!з!олог!чних функц!й орган!зму [5-8].
Актуальн!сть представлено! проблеми стала передумовою для проведення даного досл!дження.
МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ
В експеримент! взяли участь 57 практично здорових молодих людей в!ком 1820 рок!в (28 д!вчат i 29 юнак!в). Вс! обстежуван! протягом восьми м!сяц!в два рази на тиждень займалися в групах степ-аероб!ки.
Для оц!нки стану р!зних шлях!в синтезу оксиду азоту у вс!х юнак!в i д!вчат до, та через 4 i 8 м!сяц!в систематичних ф!зичних тренувань визначали наступн! показники: вм!ст у плазм! кров! н!трит (NO2"2) i н!трат (NO3"3) -ан!он!в, сечовини, активн!сть фермент!в основних шлях!в перетворення L-арг!н!ну (арг!нази, Са-залежно! конститутивно! ! Са-незалежно! !ндуцибельно!) NO-синтази (сNOS,
iNOS), актившсть NADH-залежнох штратредуктази. На пiдставi цих даних додатково розраховували частку нiтрит-анiонiв в загальнш cyMi стабiльних метаболiтiв оксиду азоту (NO2,%), частку NOS (iNOS,%), а також Еактивност iNOS у сумарнш активностi NOS та iндекс оксигенаци (yмовнi одиницi) за формулою: шдекс оксигенацiï = [NO2~2~]x1000/[NO3~3]+[сечовина] [9].
У юнаюв та дiвчат, якi взяли участь в дослщженш, крiм зазначених бiохiмiчних показникiв на основi субмаксимального тесту PWC170 визначали величину загальноï фiзичноï працездатностi (вPWC170, кгм/хв/кг) i аеробноï продyктивностi (вМСК, мл/хв/кг) ïx органiзмy [10].
Всi отриманi тд час дослiдження експериментальнi матерiали були оброблеш стандартними методами математично1' статистики з використанням статистичного пакету Microsoft Exel.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
У зв'язку з зазначеною цiлим рядом авторiв важливою роллю оксиду азоту в забезпеченш оптимального рiвня функцюнування комплексу фiзiологiчниx систем органiзмy досить щкавими виглядали результати порiвняльного аналiзy показникiв, що характеризують стан системи синтезу оксиду азоту в обстежених юнаюв та дiвчат до початку фiзичниx тренувань.
Експериментальнi данi, представлен в Таблицi 1, дозволили констатувати об'ективну наявнiсть статевих особливостей у функцюнальному станi системи синтезу оксиду азоту серед практично здорових юнаюв i дiвчат у вiцi вщ 18 до 20 роюв.
Було встановлено, що в груш юнаюв рееструвалися вищ^ нiж у дiвчат, значення конститутивно!' кальцiйзалежноï NO-синтази (cNOS) (вiдповiдно 33,48±1,86 пмоль/хв мг бшка та 22,38±1,43 пмоль/хв мг бшка або на 33,15±1,26 %) i сyмарноï NOS (вiдповiдно 52,75±1,40 пмоль/хв мг бшка та 42,09±1,33 пмоль/хв мг бшка або на 20,20±1,38 %), а також концентраци штра^в (NO3) (12,52±0,70 нмоль/мг бiлка i 9,97±0,70 нмоль/мг бiлка або на 20,32±1,42 %).
Незважаючи на вщсутшсть статистично значущих мiжгрyповиx вiдмiнностей для юнаюв були характерш також бшьш високi значення змiстy аргiнази (на 19,36±1,85 %) i нiтритiв (NO2) (на 17,04±1,66 %) i, навпаки, меншi величини вмiстy сечовини (на 14,69±1,46 %). 1стотних статевих вщмшностей у змiстi iндyцибельноï, кальцiйнезалежноï NO-синтази (iNOS) i штрат-редуктази виявити тд час дослiдження не вдалося.
Наведет дат дозволили зробити висновок, що для ошб з бiльш високим рiвнем фiзичноï працездатностi (юнаки 18-20 роюв) характерно виражене домiнyвання окисного шляху утворення оксиду азоту з L-аргшшу за участю кальцiйзалежноï конститyтивноï NO-синтази при вiдносномy рiвнi iндyцибельного i нiтратредyктазного шляxiв утворення оксиду азоту.
Також у груш юнаюв можна було констатувати i бшьш штенсивний, тж у дiвчат, безкисневий шлях деградаци L-аргiнiнy за участю аргшази. Проте, перевагу у використанш даного субстрату безумовно мала кальцшзалежна конститутивна NO-синтаза (спiввiдношення величин вiдносноï переваги юнакiв над дiвчатами у значеннях сNOS i аргiнази виглядало вiдповiдно як 33,15±1,26 % i 19,36±1,85 %).
Таблиця 1.
Величини вивчених 6ioxÏMÏ4H^ показникчв у обстежених дiвчат та юнакiв до початку фiзичних тренувань (x ± Sx )
Показники Дiвчата (n=28) Юнаки (n=29) %
Сечовина, нмоль/мг бшка 57,89±3,03 50,47±2,86 -14,69±1,46
Сечова кислота, нмоль/мг бшка 2,37±0,17 3,38±0,24*** 29,91±1,22
iNOS, пмоль /хв мг бшка 19,71±1,23 19,27±1,06 -2,29±1,53
cNOS, пмоль /хв мг бшка 22,38±1,43 33,48±1,86*** 33,15±1,26
Аргшаза, нмоль/хв мг бiлка 0,86±0,14 1,07±0,09 19,36±1,85
Штратредуктаза, нмоль/хв мг бiлка 3,49±0,12 3,60±0,09 3,12±1,74
NO2, пмоль/мг бшка 158,20±14,64 190,68±11,10 17,04±1,66
NO3, нмоль/мг бiлка 9,97±0,70 12,52±0,70** 20,32±1,42
Н2О2, пмоль- мг бiлка 4,10±0,23 3,04±0,20*** -34,96±1,53
ZNOS, пмоль /хв мг бшка 42,09±1,33 52,75±1,40*** 20,20±1,38
Примтка: ** - р <0,01; *** - р <0,001 - у пор1внянш з величинами показнишв, зареестрованих у rpyni дiвчат, % - процент вщносно! рiзницi м1ж показниками.
На користь бшьш оптимального функщонального стану системи синтезу оксиду азоту в ошб з бшьш високим р1внем ф1зично1 працездатносп свщчили також результати пор1вняльного анал1зу розрахункових величин сшввщношень м1ж вивченими б1ох1м1чними показниками (табл. 2).
Як видно з наведених даних, для обстежених юнаюв були характерш статистично достов1рно бшьш низью, шж у груш д1вчат, значення частки шдуцибельно! NOS в загальному пул1 NO-синтази (вщповщно 37,31±2,30 % проти 47,03±2,79 % або на 26,05±1,57 %) i бшьш низью значення у сшввщношеннях штратредуктаза-ZNOS (вiдповiдно 69,66±2,54 ум.од. i 85,30±4,14 ум.од. або на 22,46±1,91 %) i нiтратредуктаза-сNOS (вiдповiдно 116,43±6,65 ум.од. i 170,62±10,96 ум.од. або на 46,55±1,83 %). 1стотних статевих вiдмiнностей щодо шших розрахункових бiохiмiчних показникiв зареестровано не було.
Таблиця 2.
Величини розрахункових значень рiзних стввщношень мiж вивченими бiохiмiчними показниками у обстежених дiвчат та юнакiв (х ± 8 х )
Показники Д1вчата (п=28) Юнаки (п=29) %
Частка ¡N08, % 47,03±2,79 37,31±2,30** -26,05±1,57
1ндекс оксигенаци, ум.од. 1,96±0,40 1,50±0,13 -30,16±3,32
Частка КО2, % 15,70±2,28 13,96±1,05 -12,48±2,39
Арпназа/2Ш8, ум.од. 19,23±2,72 20,21±1,67 4,85±1,91
Аргшаза/сК08, ум.од. 36,03±4,88 33,59±3,32 -7,26±1,78
АргшазаЛК08, ум.од. 49,24±8,74 60,03±5,85 17,98±1,80
Штратредуктаза/ХКО 8, ум.од. 85,30±4,14 69,66±2,54** -22,46±1,91
№тратредуктаза/сК08, ум.од. 170,62±10,96 116,43±6,65** -46,55±1,83
№тратредуктазаЛК08, ум.од. 207,21±21,29 205,27±14,00 -0,94±1,82
Примтка: ** - р <0,01 у порiвняннi з величинами показнишв, зареестрованих у групi дiвчат, % - процент ввдносно! рiзницi мiж показниками.
В цшому результати проведеного анатзу дозволили констатувати об'ективне юнування певних статевих вщмшностей у сташ системи синтезу оксиду азоту. Для практично здорових юнаюв 18-20 роюв, яю мали бшьш високий, шж !х однолггки, р1вень ф1зично! працездатносп та аеробно! продуктивносп, була характерна бшьш висока стушнь вираженосп окисного шляху утворення оксиду азоту з Ь-аргшшу за участю кальцшзалежно! конститутивно! К0-синтази { бшьш оптимальний стан серцево-судинно! системи !хнього оргашзму.
Повшстю тдтвердили перевагу юнаюв у р1вш функщонального стану системи синтезу оксиду азоту даш пор1вняльного анатзу величин коефщ1ент1в кореляци р1вня ф1зично! працездатносп обстежених ос1б за значеннями вивчених бюх1м1чних показниюв (табл. 3).
Вдалося встановити, що для юнаюв та д1вчат 18-20 роюв у бшьшосп випадюв був характерним статистично достов1рний кореляцшний зв'язок р1вня !х загально! ф1зично! працездатносп з величинами вивчених бюх1м1чних показниюв.
Таблиця 3.
Величини коефщен^в кореляцп величин рiвня фiзичноï працездатностi (вPWC17o, кгм/хв/кг) 3i значеннями бiохiмiчних показникчв у дiвчат та юнаюв
18-20 рокiв ( x ± Sx )
Показники Дiвчата (n=28) Юнаки (n=29)
Сечовина,
нмоль/мг бшка -0,53±0,14* -0,54±0,13*
iNOS,
пмоль /хв мг бшка -0,37±0,17 -0,55±0,13*
cNOS,
пмоль /хв мг бiлка 0,63±0,11* 0,68±0,11*
Аргшаза, нмоль/хв мг бiлка -0,62±0,12* -0,67±0,11*
Нiтратредуктаза, нмоль/хв мг бшка 0,33±0,17 0,53±0,14*
no2,
пмоль/мг бшка 0,56±0,13* 0,53±0,14*
NO3,
нмоль/мг бiлка 0,54±0,14* 0,58±0,13*
ZNOS,
пмоль /хв мг бшка 0,31±0,18 0,68±0,1*
Частка iNOS,
% -0,63±0,11* -0,69±0,10*
1ндекс оксигенацп,
ум.од. 0,25±0,18 0,41±0,16*
Частка N02,
% 0,1±0,19 0,17±0,18
Однак, в юнакiв, якi мали бiльш висою, нiж дiвчата, величини вPWCl70 рееструвалися i бiльш високi значення коефщенпв кореляцiï з активнiстю конститутивно! NOS (вщповщно 0,68±0,11 i 0,63±0,11), аргшази (-0,67±0,11 i -0,62±0,12), вмiсту штрат-анюшв у плазмi кровi (0,58±0,13 i 0,54±0,14), частку iндуцибельноï NOS в загальному пулi iзоферментiв (-0,69±0,10 i -0,63±0,11).
Крiм цього, тiльки для юнаюв були характернi статистично достовiрнi величини коефiцiентiв кореляцiï вPWC170 з актившстю iндуцибельноï NOS (-0,55±0,13), штратредуктази (0,53±0,14), сумарноï NOS (0,68±0,10 ) та вдексом оксигенацiï (0,41±0,16).
ВИСНОВКИ
1. В цшому, наведенi матерiали дозволили констатувати об'ективне iснування статевих вiдмiнностей у станi системи синтезу оксиду азоту в практично
здорових молодих людей вИком 18-20 роюв. Для юнаюв була характерна бшьш висока штенсившсть окисного шляху синтезу NO за участю конститутивно! NO-синтази, а також домшування даного шляху синтезу оксиду азоту над вИдновлювальним ресинтезом NO i його синтезом за рахунок шдвищення активностi кальцiйнезалежно! iндуцибельно! NO-синтази.
2. Важливо вiдзначити також, що бiльш високий рiвень фiзично! працездатносп органiзму характеризувався зниженням активностi безокисного шляху деградаци L-аргiнiну за участю арпнази або зниженням ролi даного ферменту в боротьбi за даний субстрат з конститутивним формами NO-синтази.
3. Отримаш даш послужили також передумовою для проведення бiльш детального дослщження ступеня функцiонально! залежностi мiж рiвнем фiзично! працездатностi, з одного боку, i станом систем кровообИгу i синтезу оксиду азоту, з шшого, в процесi фiзичних тренувань.
Список л^ератури
1. Богдановська Н.В. Особливост функционального стану судинного ендотелИю при систематичних фИзичних навантаженнях / Н.В. Богдановська, М.В. МалИков // ФИзюлопчний журнал. - 2008. -Т.54. - №4. - С.44-46.
2. Синтез оксиду азоту у перюд довгостроково! адаптаци до Интенсивно! м'язово! роботи у спортсменок / Н.В. Богдановська, Г.М. Святодух, А.В. Коцюруба [та iK.] // ФИзюлопчний журнал. - 2009. - Т.55, №3. - С. 94-99.
3. Богдановская Н.В. Оценка роли сосудистого эндотелия в обеспечении физической подготовленности девушек-волейболисток на этапе интенсивной соревновательной деятельности / Н.В. Богдановская, Н.В. Маликов, А.Н. Святодух // ВИсник ЗапорИзького национального ушверситету. Бюлопчш науки. - 2008. - №1. - С. 40-43.
4. Пригтчення вИдкривання мггохондриально! пори екдистероном у серщ старих щурИв / В.Ф. Сагач, Ю.П. Коркач, А.В. Коцюруба [та ш.] // ФИзюлопчний журнал. - 2008. - Т.54, №4. - С. 3-11.
5. Exercise training enhances endothelial function in young men / P. Clarcson, H.E. Montgomery, M.J.Mullen [et al.] // J Am Coll Cardiol. - 1999. - Vol. 33. - P. 1379-1385.
6. Маликов М.В. Функциональна дiагностика у фИзичному вихованш i спорта / МалИков М.В., Богдановська Н.В., Сватьев А.В. - ЗапорИжжя : ЗНУ, 2006. - 195 с
7. Nitric oxide modulates fracture healing / A.D. Diwan, M.X. Wang, D. Jang [et al.] // J. Bone Miner Res. - 2000. - 15, №2. - P. 342-351.
8. Defron D.T. Role of nitric oxide in wound healing / D.T. Defron, D. Most, A. Barbul // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. - 2000. - 3, №3. - P. 197-204.
9. Ziche M. Nitric oxide synthase lies downstream from vascular endothelial growth factor-induced but not basic fibroblast growth factor-induced angiogenesis / M. Ziche, L. Morbidelli // J. Clin. Invest. - 1997. -99, № 11. - P. 2625-2634.
10. Kingwell B.A. Nitric oxide-mediated metabolic regulation during exercise: effects of training in health and cardiovascular disease / B.A. Kingwell // FASEB Journal. - 2000. - 14. - P. 1685-1690.
Богдановская Н.В. Половые различия в состоянии системы синтеза оксида азота у здоровых молодых людей в возрасте 18-20 лет / Н.В. Богдановская // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2010. - Т. 23 (62). -№ 1. - С. 25-31.
Проведено биохимическое исследование плазмы крови практически здоровых юношей и девушек 1820 лет до и после физических тренировок. Полученные материалы позволили констатировать объективное существование половых различий в состоянии системы синтеза оксида азота. Для
юношей была характерна более высокая интенсивность окисного пути синтеза NO при участии конститутивной NO-синтазы, а также доминирование данного пути синтеза оксида азота над восстановительным ресинтезом NO и его синтезом за счет повышения активности кальцийнезависимых индуцибельных NO-синтаз.
Ключевые слова: оксид азота, система синтеза, физические тренировки, половые различия, юноши, девушки.
Bogdanovskaya N.V. Sex differences in the nitric oxide synthesis system state of healthy young people aged 18-20 years / N.V. Bogdanovskaya // Scientific Notes of Taurida V.I. Vernadsky National University. -Series: Biology, chemistry. - 2010. - V.23 (62). - № 1. - Р. 25-31.
Biochemical research of blood plasma of youth and girls aged 18-20 years before and after prolonged physical trainings is conducted. The objective existence of sex differences of the nitric oxide synthesis system state these materials shows. Higher intensity of the oxide way of NO synthesis with the constitutive NO-synthase involvement, as well as the dominance of this way of synthesis of nitric oxide over the recovery resynthesis of NO and its synthesis by increasing the activity calcium independent inducible NO-synthase was characterized for youth.
Keywords: nitric oxide, synthesis system, physical training, sex differences, youth, girls.
Поступила в редакцию 10.04.2010 г.
