CC BY
77
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СПОРТА
СТРУКТУРНЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАРУШЕНИЯ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ФИЗИЧЕСКОМ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИИ И ИХ ПРОФИЛАКТИКА
ФЛАВОНОИДАМИ
Р.Д. СЕЙФУЛЛА, И.С. ТИПИКИН, Е.А. РОЖКОВА, З.Г ОРДЖОНИКИДЗЕ, В.В. ПАНЮШКИН, Ю.М. КУЗНЕЦОВ, Государственное учреждение здравоохранения «Московский научно-практический центр
спортивной медицины» Департамента здравоохранения г. Москвы
Аннотация
Авторами изучено влияние курсового применения биофлавоноидов кверцетин и диквертин на физическую работоспособность, окислительный и антиокислительный статус организма в условиях хронического физического перенапряжения.
Установлено, что изученные препараты активно предотвращали развитие окислительного стресса, оказывали существенный нормализующий эффект в отношении повреждающего влияния физического перенапряжения на химический состав, структуру и функциональную активность эритроцитарных мембран.
Ключевые слова: биофлавоноиды, физическая нагрузка, физическая работоспособность, окислительный стресс, эритроцитарные мембраны.
Abstracts
Authors studied influence of course application of diquertine and quercetine bioflavonoids upon physical working capacity, oxidative and antioxidative status of organism upon chronical overload conditions. It is shown that these substances prevents oxidative stress, shows substantial normalizing effect upon erythrocyte membrane structure, chemical composition and functional activity.
Keywords: bioflavonoids, physical load, physical working capacity, oxidative stress, erythrocyte membrane.
Профилактика и лечение острого и хронического физического перенапряжения (ФП) высококвалифицированных спортсменов включает в себя борьбу с нарастающим окислительным стрессом и вызванными им нарушениями эластичности эритроцитарных мембран и осложнениями кровотока в капиллярном русле. Профилактика ФП спортсменов и негативного влияния чрезмерных тренировочных и соревновательных физических нагрузок (ФН) на физическую работоспособность (ФР) может быть реализована через использование антиок-сидантных препаратов природного происхождения, не относящихся к допингам и разрешенных к применению в спорте.
Перспективны в этом плане биофлавоноиды, в том числе разрешенные к применению по другим показаниям официально зарегистрированные в РФ препараты кверцетин и диквертин.
У спортсменов, специализирующихся в академической гребле, было проведено изучение влияния предварительного 30-дневного курсового приема кверцетина
(3,4,7,3'4'-пентаоксифлавон) или диквертина (дигидро-кверцетин, 3,3,4,5,7-пентагидроксифлавон) по 3 табл. по
0,02 в день на структурные функциональные особенности эритроцитарных мембран после максимальной гребной физической нагрузки (смешанная аэробно-анаэробная зона энергообеспечения). Состояние окислительного стресса моделировали первичной и повторной ФН на гребном эргометре. Повторная максимальная нагрузка у всех спортсменов, не полностью восстановившихся после первой нагрузки, приводила к нарастанию постна-грузочного окислительного стресса, падению работоспособности при повторном ее тестировании и ухудшению условий гемореологии в микроциркуляторном звене гемодинамики.
В пробах крови спортсменов, исходно и на фоне развития острого ФП, осуществляли определение фосфоли-пидного (методом двумерной тонкослойной хроматографии в силикагеле) и жирнокислотного состава (методом газовой хроматографии предварительно метилированных жирных кислот (ЖК)) эритроцитарных мембран, а также
а
оценку скорости функционирования амилоридзависи-мого трансмембранного №+-Н+-обменника. Статистическую обработку результатов проводили с использованием 1-критерия Стъюдента.
Высокоинтенсивная повторная максимальная гребная нагрузка у спортсменов и развитие у них острого ФП приводили в контроле к значительным изменениям фос-фолипидного состава эритроцитарных мембран (рис. 1) -
снижению содержания фосфатидилсерина (ФС), фос-фатидилинозитола (ФИ) и фосфатидилэтаноламина (ФЭА) и повышению содержания фосфатидилхолина (ФХ), сфингомиэлина (СМ) и лизофосфатидилхолина (ЛФХ). Курсовое использование кверцетина или ди-квертина существенно ослабляло наблюдаемые сдвиги в фосфолипидном составе эритроцитарных мембран. Изменения свидетельствуют об определенной струк-
%
m 50 -о д
1 45s
ЛФХ СМ ФХ ФС + ФИ ФЭА
^ Исходно И ФП-кверцетин (перед повторной нагрузкой)
О ФП-контроль (перед повторной нагрузкой) gj ФП-диквертин (перед повторной нагрузкой)
Рис.1. Влияние флавоноидов на относительное (%) содержание различных классов фосфолипидов в составе эритроцитарных мембран у высококвалифицированных спортсменов при развитии острого физического перенапряжения. Знаком * отмечены достоверные (P < 0,05) различия с исходными значениями (і день)
% 30 т
*
е
1 25^ р е д о
О 20 н
15 -
10 -
5 -
0
16:0
18:0
24:0
18:2
22:5
20:4
18:1
^ Исходно
И ФП-контроль (перед повторной нагрузкой)
J ФП-кверцетин (перед повторной нагрузкой) j ФП-диквертин (перед повторной нагрузкой)
Рис. 2. Влияние флавоноидов на жирнокислотный состав эритроцитарных мембран высококвалифицированных спортсменов при физическом перенапряжении, %. Знаком * отмечены достоверные (Р < 0,05) различия с исходными значениями (1 день)
*
турной перестройке мембран, что отражает тенденцию к снижению степени ненасыщенности мембранных фосфолипидов, относительном возрастании детергентных продуктов метаболизма фосфолипидов, образующихся в результате интенсификации свободно радикальных процессов и активации клеточных фосфолипаз, разрушающих мембранные фосфолипиды и приводящих к дезинтеграции липидного бислоя.
ФП в контроле сопровождалось и существенными сдвигами в жирнокислотном составе эритроцитарных мембран (рис. 2). При ФП спортсменов происходило достоверное снижение содержания в эритроцитарных мембранах полиненасыщенных ЖК (линолевой 18:2, декозопентаеновой 22:5, арахидоновой 20:4 и олеиновой 18:1) и повышение уровней насыщенных (пальмитиновой 16:0, стеариновой 18:0 и лигноцериновой 24:0). Препараты кверцетин и диквертин в существенной степени купировали наблюдаемые изменения.
Фосфолипидный состав мембраны и взаимное расположение молекул фосфолипидов, а также упаковка ЖК-цепей в значительно степени определяют свойства мембраны, в том числе и ее эластичность Наличие в биомембранах ненасыщенных ЖК (в основном олеиновой, линолевой и арахидоновой) обеспечивает менее компактную упаковку ЖК-остатков и большую эластичность мембраны.
Активные формы кислорода, в большом количестве образующиеся при окислительном стрессе и повышении стационарного уровня активности процессов ПОЛ в организме, дестабилизируют мембранные структуры, фосфолипиды мембранного бислоя вследствие их высокой ненасыщенности подвергаются преимущественному повреждающему воздействию свободных радикалов. Подавление функциональной активности мембранных ферментов, рецепторов и каналообразующих белков связано, по-видимому, не только с ограничениями кон-формационной подвижности встроенной в мембрану полипептидной цепи, но и с взаимодействием свободных аминогрупп (и их инактивацией) с продуктами распада гидроперекисей фосфолипидов - диальдегидов.
Так, проведенная в ходе исследования оценка такого чувствительного к окислительному стрессу маркера функциональной активности мембран эритроцитов спортсменов, как скорость функционирования амило-ридзависимого №+-Н+-трансмембранного транспорта, свидетельствовала, что в условиях физического перенапряжения эта скорость существенно возрастала (видимо, вследствие структурных нарушений мембраны при активизации процессов ПОЛ). Курсовое использование изученных препаратов флавоноидов оказывало на этот показатель эффективное нормализующее действие (рис. 3).
х 180 -і § 160 -
^ 140 -
о
| 120 -100 -80 -60 -40 -20 -0
Ш
Контроль Кверцетин
Исходно И Перед повторной нагрузкой
Диквертин
Рис. 3. Влияние флавоноидов на скорость амилоридзависимого Ыа+-Н+ -транспорта через эритроцитарную мембрану высококвалифицированных спорстменов при развитии физического перенапряжения. Знаком * отмечены достоверные (Р < 0,05) различия с исходными значениями
Таким образом, состояние острого физического перенапряжения спортсменов приводит к существенным структурным и функциональным изменениям эритроцитарных мембран, повышающим ригидность липидного бислоя, изменениям фосфолипидного и жирнокислотного состава, а также ускорению №+-Н+-амилоридзависимого транспорта. Исследуемые пре-
параты биофлавоноидов кверцетин и диквертин при их ежедневном использовании спортсменами в течение 30 дней оказывают существенный нормализующий эффект в отношении повреждающего влияния физического перенапряжения на химический состав, структуру и функциональную активность эритроцитарных мембран.
Литература
1. Кейтс С. Техника липидологии. - М.: Мир, 1975.
2. Орлов С.Н., Постнов И.Ю., Покудин Н.И. Бюлл. эксперим. биол. и мед. - 1988. - 75 (9). - С. 286-288.
3. Рожкова Е.А., Орджоникидзе З.Г. Экспер. и клин. фармакол. - 2007. - 70 (5). - С. 44-47.
4. Сейфулла Р.Д. Спортивная фармакология. - М.: ИПК Московская правда, 1999.
5. Сейфулла Р.Д., Орджоникидзе З.Г. Лекарства и БАД в спорте. - М.: Литтерра, 2003.
6. Сейфулла Р.Д., Рожкова Е.А. Экспер. и клин. фар-макол. - 2009. - 72 (3). - С. 60-64.
7. Сейфулла Р.Д. Фармакология спорта. - Киев, 2010. -640 с.
References
1. Keyts S. Technics of lipidology. - M.: Mir, 1975.
2. Orlov S.N., Postnov I.Y., Pokudin N.I. Bull. eksp. biol.
i med. - 1988. - 75 (9). - P. 286-288.
3. Rozhkova E.A., Ordzhonikidze Z.G. Eksp. i klin. farmakol. - 2007. - 70 (5). P. 44-47.
4. Seifulla R.D. Sports pharmacology. - M.: Moskovskaya pravda, 1999.
5. Seifulla R.D., Ordzhonikidze Z.G. Pharmaceutics and food supplements in sports. - M.: Litterra, 2003.
6. Seifulla R.D., Rozhkova E.A. Eksp. i klin. farmakol. -2009. - 72 (3). - P. 60-64.
7. Seifulla R.D. Pharmacology of sports. - Kiev, 2010. -640 p.
