CC BY
191
УДК: 616-006.6-07:618.11-006-07 ББК: 28.081
Величко Т.И.
СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ВОЗМОЖНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА В УСЛОВИЯХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Velichko T.I.
FREE-RADICAL PROCESSES AND MANIFTSTATION OXIDING STRESS
DURING EXERCISE
Ключевые слова: свободнорадикальные процессы, перекисное окисление липидов, антиок-сиданты, спортсмены, периоды тренировочного цикла.
Keywords: free-radical processes, lipid peroxidation, antioxidants, athletes training cycle periods.
Аннотация: в статье констатируется, что под действием стрессорных факторов, одним из которых является физическая нагрузка, усиливается интенсивность перекисных процессов, происходит изменение защитной реакции организма. Анализ динамики функционирования системы ПОЛ-АО в эритроцитах периферической крови у спортсменов позволил выявить выраженное разнонаправленное изменение этих показателей в соревновательном периоде, что может свидетельствовать о возможности развития оксидативного стресса в этот период. Исследования биохимических параметров дают важную информацию о влиянии спортивной тренировки на состояние спортсмена и его здоровья.
Abstract: the article states that under the action of stress factors, one of which is physical activity, increases the intensity of peroxidation processes, there is a change in the protective reaction of the organism. Analysis of the dynamics of the functioning of the system of POL-AO in the peripheral blood erythrocytes of sportsmen allowed to reveal pronounced differently directed change of these indicators in the competitive period, which may indicate a possible development of oxidative stress during this period. Research on the biochemical and cytochemical parameters provide important information on the effect of athletic training on the status of the various systems of the athlete's body and his health.
Кислород - основа существования и развития жизни на нашей планете. Все живое на Земле имеет общую химическую структуру и общие биохимические процессы. В большом количестве биохимических реакций в организме принимают участие свободные радикалы (СР), источниками СР в биосистемах являются активные формы кислорода (АФК), где АФК генерируются во всех частях клетки1.
Физиологическая роль СР достаточно велика. Большая часть СР генерируются фагоцитами, Т-лимфоцитами при воспалительных реакциях и выполняют защитную роль, лизируя патогенные микроорганизмы, мутировавшие клетки. Особую роль играют при поддержании жизнедеятельности организмов в окружающей среде, в адаптивных реакциях, в обеспечении надежности работы защитных систем организма (иммунная система и система детоксикации), то есть в процессах, которые обеспечивают гомеостаз, физиологический статус и взаимоотношения организмов в
1 Тренева, М.В. Состояние процессов липид-ной перексидации у юношей 19-21 года, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта: дис. ... к.б.н. - Челябинск, 2009. - 158 с.
биоценозах2.
Свободнорадикальное окисление (СРО) - важный и многогранный биохимический процесс превращений кислорода, липидов, нуклеиновых кислот, белков и других соединений под действием СР, где АФК запускают цепные реакции, а перекисное окисление ли-пидов (ПОЛ) - одно из его последствий.
Генерация АФК в клетках и тканях организма запускает цепные свободнорадикаль-ные реакции, приводящие к химической модификации важных биологических структур3. Основным таким процессом считается ПОЛ, одно из проявлений свободнорадикального
2 Герасимова, Е.Л. Исследование антиокси-дантной активности жирорастворимых объектов по-тенциометрическим методом с медиаторной системой / Е.Л. Герасимова, А.В. Рогозникова, Х.З. Брай-нина // Тезисы докладов VIII Международной конференции. - М.: РУДН, 2010. - 558 с.; Дубинина, Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-биохимические аспекты: монография / Е.Е. Дубинина. - СПб.: Изд-во Мед. Пресса, 2006. - 400с.
3 Искусных, А.Ю. Исследование механизмов окислительно-восстановительного гомеостаза на примере системы «активированные нейтрофилы -перекисное окисление липидов - антиоксиданты»: дис. ... к.б.н. - Воронеж, 2004.
окисления в организме. Это медленно протекающий процесс, регулирующий обновление липидных структур и влияющий на метаболизм в целом, радикальные и молекулярные продукты которого обладают выраженным повреждающим действием, нарушающим нормальный метаболизм и приводящим к развитию патологических состояний1. При этом дискутируется вопрос о методических приемах для разграничения физиологического и патологического процесса ПОЛ и оценки патогенного влияния последнего2. Видимо, корректнее рассматривать ПОЛ как нормальный физиологический процесс, приобретающий черты патологического процесса при определенных условиях.
Обсуждая биологическую роль СР процессов, несмотря на установленный факт активации СРО при многих патологических состояниях, необходимо подчеркнуть, что эти процессы являются нормальными, физиологически значимыми и постоянно протекающими во всех органах и тканях. В норме все клетки продуцируют АФК. В покое клетка тратит от 2 до 15 % поступающего кислорода на образование АФК3.
Процесс СРО является регуляторным в норме и патогенным при изменении скорости его протекания. Из этого следует, что предотвращение чрезмерной активации СРО можно рассматривать как один из важнейших механизмов поддержания гомеостаза4.
Результаты исследований, посвященных изучению роли процессов свободнорадикаль-ного окисления и антиоксидантной активности крови при физической деятельности, на сегодня достаточно противоречивы.
В основе достижения спортивного результата лежат адаптационные процессы, происходящие в организме. У каждого
1 Новиков, К.Н. Свободно-радикальные процессы в биологических системах при воздействии факторов окружающей среды: монография / К.Н. Новиков, С.В. Котелевцев, Ю.П. Козлов. - М.: РУДН, 2011. - 199 с.
2 Кадочникова, Г.Д. Исследование влияния ан-тиоксидантов ряда фенолов, тиолов, аминов на физико-химические закономерности перекисного окисления моделей липидов возрастающей сложности: дис. ... д-ра биол. наук. - Тюмень, - 2002.
3 Путилина, Ф.Е., Галкина О.В., Ещенко Н.Д. Свободнорадикальное окисление / под ред. Н.Д Ещинко. - СПб.: Издательство СПб. университета, 2008. - 161 с.
4 Искусных, А.Ю. Исследование механизмов
окислительно-восстановительного гомеостаза на
примере системы «активированные нейтрофилы -перекисное окисление липидов - антиоксиданты»: дис. ... к.б.н. - Воронеж, 2004.; Путилина, Ф.Е., Галкина О.В., Ещенко Н.Д. Свободнорадикальное окисление /под ред. Н.Д Ещинко. - СПб.: Издательство
СПб. университета, 2008. - 161 с.
спортсмена состояние спортивной формы предполагает индивидуальный оптимальный уровень и сбалансированность регулирующих систем, обеспечивающих гемодинамические, метаболические и энергетические реакции при мышечной деятельности. К ранним признакам ухудшения адаптации к нагрузкам относятся нарушения, влекущие за собой снижение работоспособности; в последующем чрезмерные физические и эмоциональные нагрузки становятся пусковым механизмом для развития цепи патологических реакций, формирующих развитие патологических со-стояний5. Это неизбежно связано с воздействием на организм различного рода экстремальных факторов.
На сегодняшний день существуют экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что большие физические нагрузки вызывают значительную активацию перекисных процессов, оказывающих повреждающее действие и затрагивающих разные органы и системы. СРО является эфферентным звеном развития ряда типовых патологических процессов, определяя тяжесть течения заболеваний различной природы, характер осложнений и в целом исход патологии6. В связи с этим повышается интерес специалистов различного профиля к молекулярно-клеточным механизмам, обеспечивающих процессы при мышечной деятельности, возможностям нормализации неспецифических метаболических расстройств, формирующих развитие патологических состояний.
Увеличение количества продуктов ПОЛ и пероксидных кластеров может стать причиной фрагментации и разрушения биомембран. Неограниченное накопление свободных радикалов, которое должно привести к разрушению клеточных структур, не происходит благодаря наличию в тканях многокомпонентной системы биоантиокислителей и естественных оксидантов, способных тормозить СРО липи-дов7. Тем не менее, ранние функциональные проявления ПОЛ предшествуют появлению
5 Сашенков, С.Л. Состояние системы транспорта кислорода, особенности иммунного статуса и вероятность развития респираторных инфекций у спортсменов с аэробной и анаэробной направленностью тренировочного процесса: дис. ... д-ра мед. наук. - Челябинск, 1999. - 272 с.
6 Свободнорадикальные процессы и воспаление (патогенетические, клинические и терапевтические аспекты) / Т.В. Сологуб, М.Г. Романцов, Н.В. Кремень, Л.М. Александрова, О.В. Аникина и др. - М.: Издательство «Академия Естествознания», 2008. - 143 с.
7 Суровцева, В.Ю. Реакция перекисного окисления липидов и состояние системы антиоксидант-ной защиты в условиях адаптации к комбинированному воздействию вибрации и низких температур: дис. ... к.б.н. - Тюмень, 2000. - 200 с.
выраженных клинических признаков повре-ждения1.
Активация ПОЛ, видимо, сопутствует только начальным этапам стресса. В ходе тренирующего умеренного воздействия стрессора уровень ПОЛ восстанавливается, а, следовательно, интенсивность ПОЛ может служить одним из показателей наступления адаптационной стадии стресса.
На клеточном уровне состояние окислительного стресса является следствием интенсификации образования АФК и увеличения их внутриклеточного содержания в результате усиления «утечки» электронов к кислороду, преимущественно в аппарате окислительного фосфорилирования. Надо отметить, что окислительный стресс у спортсменов возможен при интенсивных физических, психоэмоциональных нагрузках и при переутомлении. Хронические физические перенапряжения также характеризуются уменьшением физической работоспособности и ослаблением АО статуса организма.
Чрезмерная активация перекисных процессов является повреждающим фактором, в определенных случаях достаточно серьезным и опасным для организма спортсменов. Уровень СР процессов тесно связан с характером и интенсивностью физической деятельности и, в конце концов, со спортивными результатами в целом.
Система антиоксидантной защиты (АОЗ) является одной из важнейших в ряду систем, направленных на поддержание гомео-стаза, так как организм постоянно находится под угрозой окислительного стресса2. Функционирование и развитие клеток в окружении кислорода было бы невозможным без существования защитных систем.
Регулирование уровня АФК и СР продуктов ПОЛ в организме осуществляется сложной многокомпонентной саморегулирующейся антиоксидантной системой (АОС). Так, под АО понимают вещество, которое при концентрации меньшей, чем концентрация окисляющегося субстрата, значительно задерживает или полностью предотвращает
1 Искусных, А.Ю. Исследование механизмов окислительно-восстановительного гомеостаза на примере системы «активированные нейтрофилы -перекисное окисление липидов - антиоксиданты»: дис. ... к.б.н. - Воронеж, - 2004.
2 Путилина, Ф.Е., Галкина О.В., Ещенко Н.Д. Свободнорадикальное окисление / под ред. Н.Д Ещинко. - СПб.: Издательство СП.б. университета, 2008. - 161 с.; Янковский О.Ю. Токсичность кислорода и биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты): монография / О.Ю. Янковский. - СПб.: Издательство «Игра», 2000. - 294 с.
окисление этого субстрата3.
Биохимические механизмы АО защиты организма представляют собой сложную систему, которые характеризуются как синергизмом, так и антагонизмом своих эффектов. Снижение концентрации или активности одного из АО приводит к соответствующему изменению других АО, благодаря чему сохраняется общая активность СР процессов4.
Действие специфической АОС направлено непосредственно на снижение уровня окси-дантов в тканях путем прямого разрушения и связывания АФК или образующихся радикалов, что приводит к обрыву цепей СР реакций.
Каталаза обеспечивает антиперекисную защиту клеток, она относится к ферментам, которые наиболее длительно сохраняют свою высокую активность, обладающую двойной функцией - каталазной и пероксидазной5.
При нарушении баланса между АОС и генерацией АФК последние проявляют свою чрезмерную агрессивность, что приводит к окислительной модификации клеточных структур, белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.
Таким образом, процессы ПОЛ играют важную роль в механизмах адаптивных реакций, поддержании резистентности и сохранении гомеостаза в связи с их решающей ролью в регуляции структурно-функциональных свойств биологических мембран6. Физическая нагрузка может быть одним из факторов, повышающих интенсивность ПОЛ. На сегодня установлено, что определяющим является не столько уровень ПОЛ, сколько состояние системы «перекисное окисление липидов - антиоксиданты» (ПОЛ-АО) в организме, определяющей возможности развития дезадаптационных расстройств и возникновение патологий7.
Целью исследования была оценка сво-
3 Теселкин, Ю.О. Антиоксидантная активность плазмы крови как критерий оценки функционального состояния антиоксидантной системы организма и эффективности применения экзогенных ан-тиоксидантов: дис. ... д-ра биол. наук. - М., 2003.
4 Лю, Б.Н. Старение, возрастные патологии и канцерогенез (кислородно-перекисная концепция) / Б.Н. Лю. - Алматы, КазНТУ, 2003. - 706 с.; Путилина, Ф.Е., Галкина О.В., Ещенко Н.Д. Свободнорадикальное окисление / под ред. Н.Д Ещинко. - СПб.: Издательство СПб. университета, 2008. - 161 с.
5 Жукова, А.Г. Свободнорадикальное окисление и механизмы внутриклеточной защиты при адаптации к изменению уровня кислорода: дис. ... д-ра биол. наук. - М., 2005. - 249 с.
6 Искусных, А.Ю. Исследование механизмов окислительно-восстановительного гомеостаза на примере системы «активированные нейтрофилы -перекисное окисление липидов - антиоксиданты»: дис. ... к.б.н. - Воронеж, - 2004.
7 Лю, Б.Н. Старение, возрастные патологии и канцерогенез (кислородно-перекисная концепция) / Б.Н. Лю. - Алматы: КазНТУ, 2003. - 706 с.
боднорадикальных процессов у спортсменов в различные периоды подготовки.
Организация и методы исследования
Исследования проводились на юношах, студентах 18-21 года, в различные периоды подготовки: подготовительный, соревновательный, восстановительный и переходный. Экспериментальная группа - студенты-пловцы (п=24), достигшие определенной квалификации в спорте (КМС и первый разряд). Контрольная группа - студенты (п=12), занимающиеся физической культурой только в рамках вузовской ОФП.
Биохимический метод был использован для определения уровня ПОЛ-АО по содержанию малонового диальдегида (МДА)1 и активности каталазы2 в плазме и эритроцитах периферической крови. Забор крови производили утром натощак из локтевой вены по 7 мл у пловцов в подготовительном, соревновательном, восстановительном и переходном периодах. В контрольной группе пробу крови брали в зимний период (проводили сравнение с подготовительным и соревновательным периодом экспериментальной группы) и летний период (сравнение с восстановительным и переходным периодом экспериментальной группы).
Уровень физической работоспособности определяли с помощью пробы PWC170 и МПК.
Статистическая обработка данных производилась методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента, статистически достоверными считались данные при р<0,05, р<0,01, р<0,001. Коэффициент корреляции Спирмена рассчитывали с помощью компьютерной программы математического анализа «Stata у.6.0».
Результаты исследований и их обсуждение
При любой физической нагрузке потребление кислорода в органах возрастает в несколько раз и зависит от интенсивности и длительности нагрузки. Соответственно повышается уровень свободнорадикальных процессов в тканях. К возможным причинам накопления свободных радикалов кислорода в организме спортсменов относится стресс, вызываемый чрезмерными физическими нагрузками и психоэмоциональным напряжением3.
1 Андреева, Л.И. Модификация метода определения перекиси липидов в тесте с тиобарбитуро-вой кислотой / Л.И. Андреева, А.А. Кожемякин, А.А. Кишкун // Лаб. дело. - 1988. - №11. - С. 86-89.
2 Карпищенко, А.И. Медицинские лабораторные технологии / А.И. Карпищенко. - СПб.: ИнтерМедика, 1999. - Т.2.
3 Волков, Н.И. «Скрытая» (латентная) гипоксия нагрузки / Н.И. Волков, А.З. Колчинская // Hypoxia Med.J. - 1993. - №3. - С. 30-35.; Меерсон,
Важнейшим показателем соотношения между интенсивностью стрессорных реакций в клетках и защитными резервами организма является перекисное окисление липидов на клеточном уровне. Интенсивная физическая нагрузка, являясь стрессовым фактором, сопровождается активацией процессов ПОЛ. Этот процесс является неспецифическим ответом на нарушение кровоснабжения органов и тканей и служит важнейшим звеном в патогенезе самых различных заболеваний4. В то же время, интенсивность ПОЛ служит одним из показателей наступления адаптационной стадии стресса5.
Любая стрессорная реакция организма в норме может сопровождаться кратковременным подъемом АФК и развитием окислительного стресса. Окислительный стресс является одним из тех стимуляторов, которые помогают включить клеточную адаптацию организ-ма6. В тканях происходит постоянная генерация АФК, которые, являясь сигнальными молекулами, обеспечивают сохранение нормального метаболического фона, необходимого для функциональной активности клеток.
Состояние окислительного стресса связывают с функционированием прооксидант-ной системой и АОС. В физиологических условиях постоянное образование проокси-дантов протекает с той же скоростью, что и их детоксикация. Поэтому для поддержания го-меостаза необходима непрерывная регенерация АО способности клетки, тканей, организма. Отсутствие регенерации или сбой ее непрерывности сопровождается накоплением окисленных продуктов и приводит к возникновению окислительного стресса и к окислительным повреждениям макромолекул7. Под-
Ф.З. Адаптационная медицина: концепция долговре-
менной адаптации / Ф.З. Меерсон. - М.: Дело, 1993.
- 138 с.
4 Меерсон, Ф.З. Предупреждение активации перекисного окисления липидов и повреждения ан-тиоксидантных систем миокарда при стрессе и экспериментальном инфаркте / Ф.З. Меерсон, В.Е. Каган, Ю.В. Архипенко // Кардиология. - 1981. - №12.
- С. 55-60.
5 Барабой, В.А. Перекисное окисление и стресс / В.А. Барабой, И.И Брехман, В.Г. Колотин и др. - СПб.: Наука, 1992. - 148с.
6 Дубинина, Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-биохимические аспекты: монография / Е.Е. Дубинина. - СПб.: Изд-во мед. пресса, 2006. -400с.
7 Григорьева, Н.М. Особенности адаптации системы (ПОЛ-АОС) к регулярным занятиям плаванием у детей 7-9 лет: дис. ... к.б.н. - Челябинск, 2003. - 153 с.; Путилина, Ф.Е., Галкина О.В., Ещенко Н.Д. Свободнорадикальное окисление / под ред. Н.Д Ещинко. - СПб.: Издательство СПб. университета,
держание окислительно-восстановительных реакций на стационарном уровне обеспечивается действием согласованной АОС, для коррекции которой необходима информация о наличии и интенсивности окислительного стресса1.
В здоровом организме поддерживается сбалансированное соотношение между проок-сидантной и АО системами, а также компонентами АОЗ. Соотношение между этими системами в тканях может меняться в зависимости от состояния организма, физических и психоэмоциональных нагрузок, влияния различных факторов внешней среды2.
Одним из механизмов адаптации организма к напряженной мышечной деятельности может быть стабилизация клеточной мембраны, и эти механизмы связаны с АОС, которая совершенствуется в процессе занятий спортом. Уровень клеточной адаптации соответствует функциональной подготовленности спортсмена, а характеристика ПОЛ служит критерием оценки адаптации организма к напряженной мышечной деятельности.
Изучение динамики уровня МДА в плазме крови и эритроцитах в группе пловцов позволило установить волнообразную динамику его подъема и спада в различные периоды подготовки. Максимальный показатель в соревновательном периоде - в плазме крови 3,56±1,431 мкмоль/л и в эритроцитах 568,66±43,634 мкмоль/л; минимальный в восстановительном периоде - в плазме крови 2,47±0,16 мкмоль/л и в эритроцитах 219,15±11,762 мкмоль/л (таблица 1).
В результате проведенных исследований установлено, что уровень МДА в плазме
2008. - 161 с.; Тренева, М.В. Состояние процессов липидной перексидации у юношей 19-21 года, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта: дис. ... к.б.н. - Челябинск, 2009. - 158 с.
1 Герасимова, Е.Л. Исследование антиокси-дантной активности жирорастворимых объектов по-тенциометрическим методом с медиаторной системой / Е.Л. Герасимова, А.В. Рогозникова, Х.З. Брай-нина // Тезисы докладов VIII Международной конференции. - М.: РУДН, 2010. - 558 с.
2 Григорьева, Н.М. Особенности адаптации системы (ПОЛ-АОС) к регулярным занятиям плаванием у детей 7-9 лет: дис. ... к.б.н. - Челябинск, 2003. - 153 с.; Дубинина, Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клини-ко-биохимические аспекты: монография / Е.Е. Дубинина. - СПб.: Изд-во мед. пресса, 2006. - 400с.; Тренева, М.В. Состояние процессов липидной перексидации у юношей 19-21 года, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта: дис. ... к.б.н. - Челябинск, 2009. - 158 с.; Янковский О.Ю. Токсичность кислорода и биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты): монография / О.Ю. Янковский. - СПб.: Издательство «Игра», 2000. - 294 с.
крови у пловцов был снижен по сравнению с контролем в подготовительном и соревновательном периоде. В восстановительный период уровень МДА у пловцов не отличался от такового в контрольной группе и превышал уровень МДА в контроле в переходный период.
Уровень МДА в эритроцитах является информативным показателем интенсивности процессов свободнорадикального окисления в мембранах клетки. Уровень МДА в эритроцитах пловцов в подготовительном, соревновательном и восстановительном периодах существенно и значимо ниже такового в контроле. И только в переходный период годичного цикла уровень МДА в эритроцитах пловцов статистически достоверно выше такового в эритроцитах контрольной группы.
С.И. Красиков3 показал, что у людей активация ПОЛ наблюдается лишь при максимальных нагрузках. Однократные физические нагрузки субмаксимальной и максимальной интенсивности вызывают выраженные изменения в системе ПОЛ-АОС, что проявляется увеличением содержания продуктов ПОЛ в крови и слюне, снижением уровня АОА у нетренированных людей и повышением АОА в группе спортсменов. Выраженность сдвигов в содержании молекулярных продуктов ПОЛ
4
зависит от уровня тренированности .
Есть предположение, что система ПОЛ-АО регулирует нормальный уровень окислительно-восстановительного потенциала в мышцах, необходимый для функционирования белков, ответственных за связь между возбуждением и сокращением5. Кроме того, известно, что продукты СРО обладают не только цитодеструктивным эффектом, но и в ыполняют иммуномодулирующие функции6.
3 Красиков, С.И. Роль активации перекисного окисления липидов в повреждающем действии больших физических нагрузок на сердце и повышение выносливости организма с помощью антиоксиданта ионола: дис. ... к.м.н. - Челябинск, 1987. - 161 с.
4 Григорьева, Н.М. Особенности адаптации системы (ПОЛ-АОС) к регулярным занятиям плаванием у детей 7-9 лет: дис. ... к.б.н. - Челябинск, 2003. - 153 с.
5 Clanton, T.L. Oxidants and skeletal muscle function: physiologic and pathophysiologic implications / T.L. Clanton, L. Zuo, P. Klawitter // Proc. Soc. Biol. Med. - 1999. - Vol.222, № 3. - P. 253-262.
6 Сашенков, С.Л. Состояние системы транспорта кислорода, особенности иммунного статуса и вероятность развития респираторных инфекций у спортсменов с аэробной и анаэробной направленностью тренировочного процесса: дис. ... д-ра мед. наук. - Челябинск, 1999. - 272 с.
Таблица 1 - Уровень МДА в плазме и эритроцитах периферической крови у пловцов в различные периоды подготовки____
Период / Уровень МДА (мкмоль/л), р Подготовительный Соревновательный Восстановительный Переходный
Пловцы
В плазме, p 2,76±0,22 <0, 01 3,56±1,43 2,47±0,16 3,09±0,22
В эритроцитах, P 283,04±44,74 <0, 001 568,66±43,63 <0, 001 219,15±11,76 <0, 001 412,56±28,47 <0, 01
Контроль
В плазме 4,49±0,63 2,56±0,24
В эритроцитах 861,81±31,09 318,64±14,34
Примечание: р - достоверные связи относительно соответствующего показателя в группе контроля.
Антиоксидантная защита тормозит сво- показывает большой скачек в соревнователь-
боднорадикальное окисление липидов. Дина- ном периоде, в остальных периодах показате-
мика активности каталазы в плазме крови ли близки (таблица 2). пловцов без резких скачков, в эритроцитах -
Таблица 2 - Активность каталазы в плазме и эритроцитах периферической крови у пловцов в различные периоды подготовки____
Период / Подготовительный Соревновательный Восстановительный Переходный
каталаза
(ммоль/мин/л)
Пловцы
В плазме, p 0,05±0,01 0,14±0,01 0,08±0,02 0,05±0,01
<0, 02
В эритроцитах, p 3,1±0,63 <0, 001 22,2±1,87 <0, 001 4,3±0,64 3,8±1,19
Контроль
В плазме 0,1±0,02 0,05±0,01
В эритроцитах 9,9±1,69 4,6±0,89
Примечание: р - достоверные связи относительно соответствующего показателя в группе контроля.
При анализе активности каталазы плазмы крови было установлено, что уровень этого фермента, метаболизирующего перекись водорода, у пловцов не отличается от контрольной группы в переходном периоде, несколько снижен в подготовительном периоде и повышен у пловцов в соревновательном периоде.
Активность каталазы в восстановительный и переходный период в эритроцитах пловцов значимо не отличается от такой в эритроцитах контрольной группы, хотя в переходный период показатели активности каталазы у пловцов имеют некоторую тенденцию к снижению. В подготовительный период активность катала-зы эритроцитов пловцов резко снижена. В соревновательный период, напротив, имеет место резко выраженное и статистически значимое повышение активности каталазы в эритроцитах пловцов по сравнению с контролем.
Полученные данные не позволяют предполагать возникновение оксидативного стресса в плазме крови у пловцов во все периоды годичного цикла за исключением переходного периода, когда уровень каталазы практически не изменяется, а уровень МДА значимо вырос.
Анализ динамики функционирования
системы ПОЛ-АО в эритроцитах периферической крови у пловцов позволил выявить выраженное разнонаправленное изменение этих показателей в соревновательном периоде, что может свидетельствовать о возможности возникновения оксидативного стресса.
Оксидативный стресс возникает при любом дисбалансе ПОЛ-АО. АОЗ предотвращает токсическое действие АФК и обеспечивает физиологический уровень оксидантов в тканях. В нормально функционирующем организме поддерживается баланс между анти-оксидантной и прооксидантной системами, ферментативными и неферментативными элементами АОЗ. Дисбаланс между этими системами, компонентами АОС является специфическим проявлением развития состояния окислительного стресса1.
Анализ взаимосвязей между физической работоспособностью и системой ПОЛ у плов-
1 Дубинина, Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-биохимические аспекты: монография / Е.Е. Дубинина. - СП.б.: Изд-во мед. пресса, 2006. -400 с.
цов показал наличие корреляций низкой силы во все периоды годичного цикла (таблица 3).
Период/ связь Подготовительный (г, Р) Соревновательный (г, p) Восстановительный (г, p) Переходный (г)
МДА (пл) и PWC170 0,23 0,08 -0,27 -0,02
МДА (эр) и PWC170 0,19 0,04 0,04 0,32
Каталаза (пл) и PWC170 0,49 p<0,05 0,25 0,12 0,01
Каталаза (эр) и PWC170 0,25 0,15 0,23 0,01
МДА (пл) и МДА (эр) 0,77 p<0,01 -0, 31 -0,11 -0,01
МДА (пл) и каталаза (пл) 0,55 p<0,01 0,23 0,36 -0,31
МДА (пл) и каталаза (эр) -0,57 p<0,01 0,25 0,34 -0,29
МДА (эр) и каталаза (пл) 0,54 p<0,01 -0,22 -0,23 -,030
МДА (эр) и каталаза (эр) -0,54 p<0,01 -0,42 p<0,05 0,44 p<0,05 0,27
Каталаза (пл) и каталаза (эр) -0,43 p<0,05 0,35 -0,21 0,12
Примечание: р - только достоверные связи.
Установлена связь между физической работоспособностью и каталазой в плазме крови у пловцов в подготовительном периоде, во всех остальных периодах связь с АО низкой силы.
В подготовительном периоде установлены связи между МДА в плазме и МДА эритроцитов, каталазой в плазме, каталазой эритроцитов; между МДА эритроцитов и каталазой в плазме; между каталазой в плазме и каталазой эритроцитов.
В подготовительном, соревновательном и восстановительном периодах существует связь между МДА эритроцитов и каталазой эритроцитов.
Таким образом, оксидативный стресс при стрессорных ситуациях в здоровом организме является одним из центральных механизмов общей системы адаптации организма к экстремальным условиям, при котором наблюдается не только повышение состояния прооксидант-ной и АО систем, но и поддержание их соотношения на высоком сбалансированном уровне.
Следовательно, СР реакции выполняют важную регуляторную функцию, будучи самым первым и самым лабильным звеном в адаптационной перестройке организма во время экс-
тремальных влияний, которые при адекватной стимуляции повышают резистентность организма.
К возможным причинам накопления свободных радикалов кислорода в организме спортсменов относятся стресс, вызываемый чрезмерными физическими нагрузками и психоэмоциональным напряжением, воспалительные реакции, частота которых неуклонно возрастает у квалифицированных спортсменов по мере приближения соревновательного периода вследствие развития постнагрузочного иммунодефицита или иммуносупрессии, гипоксия нагрузки и эпизоды гипероксии, связанные с повышенным потреблением кислорода тканями организма с целью устранения так называемого кислородного долга.
Полученные результаты позволяют предположить, что одним из факторов, определяющих свободнорадикальные процессы у пловцов при физических нагрузках, в различные периоды подготовки, является зависимость от физиологических процессов индивидуального состояния организма и степени интенсивности тренировочного и соревновательного процесса.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Андреева, Л.И. Модификация метода определения перекиси липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой / Л.И. Андреева, А.А. Кожемякин, А.А. Кишкун // Лаб. дело. - 1988. -№11. - С. 86-89.
2. Барабой, В.А. Перекисное окисление и стресс / В.А. Барабой, И.И Брехман, В.Г. Коло-тин и др. - СПб.: Наука, 1992. - 148 с.
3. Волков, Н.И. «Скрытая» (латентная) гипоксия нагрузки / Н.И. Волков, А.З. Колчинская // Hypoxia Med.J. - 1993. - №3. - С. 30-35.
Вестник Волжского университета имени В.Н. Татищева № 4 (19) 2015
4. Герасимова, Е.Л. Исследование антиоксидантной активности жирорастворимых объектов потенциометрическим методом с медиаторной системой / Е.Л. Герасимова, А.В. Рогознико-ва, Х.З. Брайнина // Тезисы докладов VIII Международной конференции. - М.: РУДН, 2010. -558 с.
5. Григорьева, Н.М. Особенности адаптации системы (ПОЛ-АОС) к регулярным занятиям плаванием у детей 7-9 лет: дис. ... к.б.н. - Челябинск, 2003. - 153 с.
6. Дубинина, Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-биохимические аспекты: монография / Е.Е. Дубинина. - СПб.: Изд-во мед. пресса, 2006. - 400 с.
7. Жукова, А.Г. Свободнорадикальное окисление и механизмы внутриклеточной защиты при адаптации к изменению уровня кислорода: дис. ... д-ра биол. наук. - М., 2005. - 249 с.
8. Искусных, А.Ю. Исследование механизмов окислительно-восстановительного гомеоста-за на примере системы «активированные нейтрофилы - перекисное окисление липидов -антиоксиданты»: дис. ... к.б.н. - Воронеж, 2004.
9. Кадочникова, Г.Д. Исследование влияния антиоксидантов ряда фенолов, тиолов, аминов на физико-химические закономерности перекисного окисления моделей липидов возрастающей сложности: дис. . д-ра биол. наук. - Тюмень, 2002.
10. Карпищенко, А.И. Медицинские лабораторные технологии / А.И. Карпищенко. - СПб.: Интер-Медика, 1999. - Т.2.
11. Красиков, С.И. Роль активации перекисного окисления липидов в повреждающем действии больших физических нагрузок на сердце и повышение выносливости организма с помощью антиоксиданта ионола: дис. ... к.м.н. - Челябинск, 1987. - 161 с.
12. Лю, Б.Н. Старение, возрастные патологии и канцерогенез (кислородно-перекисная концепция) / Б.Н. Лю. - Алматы, КазНТУ, 2003. - 706 с.
13. Меерсон, Ф.З. Адаптационная медицина: концепция долговременной адаптации / Ф.З. Меерсон. - М.: Дело, 1993. - 138с.
14. Меерсон, Ф.З. Предупреждение активации перекисного окисления липидов и повреждения антиоксидантных систем миокарда при стрессе и экспериментальном инфаркте / Ф.З. Меерсон, В.Е. Каган, Ю.В. Архипенко // Кардиология. - 1981. - №12. - С. 55-60.
15. Новиков, К.Н. Свободно-радикальные процессы в биологических системах при воздействии факторов окружающей среды: монография / К.Н. Новиков, С.В. Котелевцев, Ю.П. Козлов. - М.: РУДН, 2011. - 199 с.
16. Путилина, Ф.Е., Галкина О.В., Ещенко Н.Д. Свободнорадикальное окисление /под ред. Н.Д Ещинко. - СПб.: Издательство СПб. университета, 2008. - 161 с.
17. Сашенков, С.Л. Состояние системы транспорта кислорода, особенности иммунного статуса и вероятность развития респираторных инфекций у спортсменов с аэробной и анаэробной направленностью тренировочного процесса: дис. . д-ра мед. наук. - Челябинск,
1999. - 272 с.
18. Свободнорадикальные процессы и воспаление (патогенетические, клинические и терапевтические аспекты) / Т.В. Сологуб, М.Г. Романцов, Н.В. Кремень, Л.М. Александрова, О.В. Аникина и др. - М.: Академия естествознания, 2008. - 143 с.
19. Суровцева, В.Ю. Реакция перекисного окисления липидов и состояние системы антиоксидантной защиты в условиях адаптации к комбинированному воздействию вибрации и низких температур: дис. ... к.б.н. - Тюмень, 2000. - 200 с.
20. Теселкин, Ю.О. Антиоксидантная активность плазмы крови как критерий оценки функционального состояния антиоксидантной системы организма и эффективности применения экзогенных антиоксидантов: дис. ... д-ра биол. наук. - М., 2003.
21. Тренева, М.В. Состояние процессов липидной перексидации у юношей 19-21 года, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта: дис. ... к.б.н. - Челябинск, 2009. - 158 с.
22. Янковский О.Ю. Токсичность кислорода и биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты): монография / О.Ю. Янковский. - СПб.: Игра,
2000. - 294 с.
23. Clanton, T.L. Oxidants and skeletal muscle function: physiologic and pathophysiologic implications / T.L. Clanton, L. Zuo, P. Klawitter // Proc. Soc. Biol. Med. - 1999. - Vol.222, № 3. - P. 253262.
