CC BY
9генодиагностики алиментарно-зависимых заболеваний ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», е-mail: denisova-55@yandex.ru.
УДК: 615.322:796.071 ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ ЭКСТРАКТА РАСТЕНИЯ ИГЛИЦА ПОНТИЙСКАЯ НА ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ КРЫС В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
И.О. Наследникова, А.Ф. Хечумян, Л.С. Ходасевич Научно-исследовательский центр курортологии и реабилитации - филиал ФГБУ «Северо-Кавказский федеральный научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства», Сочи
Ключевые слова: иглица понтийская, биологически активная добавка, эксперимент, физическая работоспособность.
Аннотация. Статья посвящена оценке влияния биологически активной добавки на основе экстракта растения иглица понтийская на физическую работоспособность лабораторных животных. Показано, что курсовое применение экстракта в течение 21 суток оказывает стимулирующее влияние на физическую работоспособность белых крыс в тестах «вынужденного плавания», «подвешивания за хвост» и «бега на тредбане».
INFLUENCE OF BIOLOGICALLY ACTIVE ADDITIVE ON THE BASIS OF THE PLANT THE RUSCUS PONTICUS EXTRACT ON THE
PHYSICAL PERFOMANCE OF RATS IN THE EXPERIMENT
I.O. Naslednikova, A.F. Hechumyan, L.S. Khodasevich Scientific-research centre of balneology and rehabilitation — a branch of FSBI «North Caucasian federal scientific-clinical centre of Federal Medical Biological
Agency», Sochi
Key words: Ruscus ponticus, biologically active additive, experiment, physical efficiency.
Abstract. The article is devoted to estimation of the influence of a biologically active additive based on the Ruscus ponticus extract on the physical perfomance of laboratory animals. It is shown that course usage of the extract during 21 days has a stimulating effect on the physical perfomance of white rats in the tests of «forced swimming», «hanging by the tail» and «treadmill run».
Введение. В последнее время все большее внимание уделяется вопросам медико-биологического сопровождения подготовки спортсменов высших достижений, поскольку атлеты испытывают колоссальные по интенсивности и объемам физические и психоэмоциональные нагрузки, предъявляющие повышенные требования ко всем системам организма. По этой причине на первое место выходят профилактика и предупреждение явлений переутомления, соматических расстройств, сохранения физической работоспособности и неспецифических адаптационных реакций организма человека [5, 6, 11].
При проведении экспериментальных комплексных медико-биологических исследований по оценке эффектов неблагоприятного действия на биообъекты малоизученных факторов различной природы одними из основных интегральных показателей состояния организма являются данные об изменении физической работоспособности во время, в ранние сроки и в динамике после воздействия [3, 6, 8, 9]. Показатели состояния физической работоспособности экспериментальных биообъектов также служат одними из основных критериев оценки эффективности и безопасности разрабатываемых средств и способов защиты от повреждающих факторов, лекарственных препаратов, в частности в интересах спорта высших достижений и медицины экстремальных ситуаций, на этапах доклинических испытаний [2, 4, 9].
Особую актуальность и значимость в медико-биологическом сопровождении подготовки высококвалифицированных спортсменов в настоящее время приобретают так называемые корректоры функционального состояния, предотвращающие развитие патологических процессов, а также способствующие ускорению восстановления спортсменов после интенсивных физических нагрузок. Их поиск и разработка, в том числе и растительного происхождения, - предмет особого внимания спортивной медицины. Ряд преимуществ препаратов растительного происхождения, таких как малая токсичность, хорошая переносимость, возможность длительного использования без опасности развития побочных явлений, делает перспективным изучение лекарственных растений и разработку на их основе эффективных средств для профилактики и предупреждения переутомления, быстрого восстановления работоспособности спортсменов высокой квалификации [2, 5, 17]. Актуальным представляется изучение перспективных, в этом отношении, растительных таксонов, ареалом распространения которых является Черноморское побережье Кавказа.
В результате проведенной в 2015-2017 гг. прикладной НИР по государственным контрактам №15.002.15.14 (шифр «Кавказ-15»),
19
№129.002.16.14 (шифр «Кавказ-16»), №129.003.17.14 (шифр «Водоросли-17») был получен ряд важных экспериментальных результатов. В частности, опробованы инновационные технологии получения экстрактов на основе корневища и надземной части эндемичного растения Черноморском побережье Кавказа - Иглицы понтийской (лат. Ruscus ponticus). Разработана технология выделения биологически активных компонентов из корневища иглицы понтийской, базирующаяся на инновационном способе изолирования органических веществ из биологической матрицы - экстракционное вымораживание в поле центробежных сил [12]. В итоге оптимизации и поиска наиболее эффективного метода экстракции получен сухой экстракт Иглицы понтийской в качестве фитокомпозиции биологически активной добавки [1, 10].
В связи с вышеизложенным, целью настоящего исследования явилась оценка влияния биологически активной добавки на основе растения иглица понтийская на физическую работоспособность лабораторных животных в эксперименте.
Методы и организация исследования. Эксперимент был проведен на 60 белых крысах-самцах линии Wistar массой 200-220 г. После 10-ти дневного адаптационного периода лабораторные животные подверглись клиническому осмотру, статистически значимых различий по основным физиологическим показателям обнаружено не было. Лабораторных животных содержали в стандартных условиях вивария при естественном световом дне и свободном доступе к воде и пище. Все манипуляции с животными проводились в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по гуманизации работы с лабораторными животными [7, 16], отраженными в «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1985).
Для проведения исследований крысы были распределены на 2 экспериментальные группы. Животные 1 группы получали питьевую воду (контроль), а 2 группы - водный раствор на основе экстракта растения иглица понтийская, в количестве 0,007 мг/сут, что в перерасчете на массу тела соответствовало 20 мг/сут для человека, добавленный в питьевую воду, на протяжении трех недель (21 день).
В настоящем исследовании для моделирования физической нагрузки использовали общепринятые тесты «принудительного (вынужденного) плавания до полного отказа» по Порсольту, «с подвешиванием за хвост» [3, 4], а также с «бегом до отказа на тредбане» (длина движущейся дорожки 50
см, угол наклона ленты 10°, скорость движения ленты 15 м/мин).
20
Полученный цифровой материал обрабатывали с помощью программы SPSS v13.0. Нормальность распределения количественных признаков оценивали по критерию Шапиро-Уилка. Для анализа количественных данных использовали критерии Манна-Уитни и Вилкоксона. Различия считались статистически значимыми при p<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение. Результаты оценки физической выносливости биообъектов, как простейших биомоделей человека, имеют важное значение при экспериментальных исследованиях по определению безопасности и эффективности факторов разной природы, а также разрабатываемых средств и способов защиты от них, медикаментозных средств профилактики и лечения на этапе доклинических испытаний [2,5,17]. При проведении доклинических исследований эффективности и безопасности разработанной рецептуры на основе микроводоросли и фитопродукта Черноморского побережья Кавказа в качестве экспериментальных моделей были использованы тесты «вынужденного плавания», «подвешивания за хвост» и бега на тредбане. В соответствии с разработанными методиками и протоколами проведения исследований основным показателем физической выносливости биообъектов является время плавания, нахождения в подвешенном состоянии или бега на тредбане до момента, когда животное прекращает активные действия при полном физическом истощении, о чем свидетельствует отказ от выполнения работы даже при наличии мотиваций и стимулов.
В ходе проведенного нами исследования контрольная группа лабораторных животных продемонстрировала увеличение времени плавания до отказа: фоновый показатель составил 3,11 мин, через 7 дней - 7,52 мин, через 14 дней - 10,52 мин. Однако, на 21 день эксперимента время плавания крыс сократилось относительно предыдущего показателя и составило 7,91 мин.
Что касается лабораторных животных второй группы, то обращало на себя внимание значительное увеличение времени «плавания до отказа» на 7-ой день эксперимента (8,24 мин), его незначительное снижение на 14-ый день (7,16 мин) и максимальное значение показателя на 21-ый день (11,28 мин).
Фоновые значения и показатели тестирования на 7-й и 14-й день исследования между собой у животных экспериментальной и контрольной групп статистически значимо не различались. При этом продолжительность плавания во время итогового тестирования (на 21 день) у животных из группы 2 была статистически значимо выше аналогичного показателя в контрольной группе (p<0,05).
Расчет % итогового тестирования к фоновому значению времени «вынужденного плавания» позволил установить следующую закономерность: минимальный прирост показателя был отмечен в контрольной группе 254,34% (р>0,05), максимальный - в группе 2 (416,92%; р<0,01), что свидетельствовало о стимулирующем качественном эффекте на работоспособность и выносливость.
Использованная нами биологически активная добавка на основе сухого экстракта иглицы понтийской могла оказывать на лабораторных животных адаптогенное и стимулирующее действие. Препараты растительного происхождения активно используются в современной спортивной медицине, в первую очередь, для повышения адаптационных возможностей атлета к высоким физическим и психоэмоциональным нагрузкам, а также при лечении многих патологических состояний. Их фармакологическое действие основано на биологической активности природных химических соединений, синтезируемых растениями [10, 12].
Следующим этапом исследования было проведение теста с «подвешиванием за хвост». В ходе эксперимента было установлено, что в контрольной группе лабораторных животных динамика характеризовалась увеличением значений показателя на седьмые, четырнадцатые и двадцать первые сутки по сравнению с результатами первого тестирования. Фоновый показатель составил 4,66 мин, второе тестирование (7 день) - 5,35 мин, третье тестирование (14 день) - 6,26 мин, итоговое тестирование (21 день) -6,64 мин. Аналогичные изменения были отмечены и в опытной группе лабораторных животных - 4,31 мин, 6,97, мин, 6,94 мин и 8,28 мин соответственно.
Проведенный нами расчет соотношения времени «подвешивания за хвост» на 21-й день эксперимента к фоновому значению продемонстрировал прирост значения, свидетельствующий о стимулирующем качественном эффекте на работоспособность и выносливость, однако статистически значимых различий в процессе анализа этих данных нами обнаружено не было. Также не было зафиксировано статистически значимых различий при сравнении параметров теста с «подвешиванием за хвост» между контрольной и опытной группами лабораторных животных. Полученные нами результаты указывают на тенденцию к стимуляции физической работоспособности при использовании препарата на основе фитопродукта Черноморского побережья Кавказа.
Заключительным этапом экспериментального блока было применение теста с бегом на тредбане. Предварительно тренированные в течение 21 дня с помощью тестов «вынужденное плавание» и «подвешивание за хвост»
22
лабораторные животные однократно подвергались оценке состояния физической работоспособности и выносливости на тредбане до состояния полного отказа от выполнения физической работы.
Установлено, что при беге на тредбане животные подвергаются физическим нагрузкам аэробной мощности. Положение биообъекта в зоне движущейся ленты тредбана свидетельствует об активной физической работе при беге. Когда животное прекращает активные действия при полном физическом истощении, о чем свидетельствует отказ от выполнения работы даже при наличии мотиваций и стимулов [3, 4, 14].
Так, было установлено, что продолжительность выполнения нагрузки животными контрольной группы составляла 50,88 мин. В опытной группе животных при беге на тредбане до состояния полного отказа от выполнения физической работы был получен результат 77,61 мин. Относительный коэффициент продолжительности бега составил 152,53 и статистически значимо превышал аналогичный показатель в группе контроля (р<0,05).
Заключение. Таким образом, на основании результатов, полученных в ходе проведения эксперимента, было показано, что биологически активная добавка на основе сухого экстракта иглицы понтийской оказывает стимулирующее влияние на физическую работоспособность крыс.
Список литературы
1. Бехтерев В.Н. Биохимические исследования редких и исчезающих видов Западного Кавказа / В.Н. Бехтерев, Т.М. Коломиец, В.И. Маляровская // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2016. - № 120. - С. 43-48.
2. Гусев Н.Ф. Перспективы использования лекарственных растений в современной России / Н.Ф. Гусев, А.В. Филиппова, Г.В. Петрова, О.Н. Немерешина // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. Биологические науки. - 2014. - №2. - С. 167-170.
3. Даценко А.В. Регистрация показателей физической выносливости биообъектов при беге на тредбане и плавании с отягощением с помощью компьютерного безмаркерного видеотрекинга [Текст] / А.В. Даценко // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2014. - Т. 10, № 4. - С.766-771.
4. Зобов В.В. Эффективность влияния новых производных пиримидина на физическую работоспособность крыс в условиях выполнения теста «плавание до отказа» / В.В. Зобов // Экология человека. - 2015. - №1. - С. 28-35.
5. Каркищенко В.Н. Методы доклинических исследований в спортивной фармакологии / В.Н. Каркищенко, Н.Н. Каркищенко // Спортивная медицина: наука и практика. - 2013. - № 1. - С. 7-17.
23
6. Каркищенко Н.Н. Фармакология процессов адаптации и переносимости предельных нагрузок в спорте и режимах работы «до отказа»: второй тайм для дженериков / Н.Н. Каркищенко // Биомедицина. - 2010. - № 4. - С. 6-23.
7. Кополадзе Р. А. Регламентация экспериментов на животных - этика, законодательства, альтернативы / Р.А. Кополадзе // Успехи физиологических наук. - 1998. - № 4. - Том 29. - С. 74-89.
8. Коц Я.М. Спортивная физиология: учебник для вузов / Я.М. Коц. - М.: Физкультура и спорт, 1998. - 200 с.
9. Медицинское и медико-биологическое обеспечение спорта высших достижений: итоги и перспективы развития Центра лечебной физкультуры и спортивной медицины Федерального медико-биологического агентства: Монография / Под ред. В.В. Уйбы, Ю.В. Мирошниковой, А.С. Самойлова. -Тула: Аквариус, 2014. - 608 с.
10. Разработка биологически активной добавки на основе экстракта растения Иглица понтийская / А.Ф. Хечумян, В.Н. Бехтерев, Л.С. Ходасевич, Н.В. Мамонова, И.О. Наследникова // Курортная медицина. - 2017. - № 2. -С. 94-100.
11. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая / Под ред. А.Н. Миронова. - М.: Гриф и К, 2012. - 944 с.
12. Способ извлечения органических веществ из водных сред экстракционным вымораживанием в поле центробежных сил: патент РФ на изобретение №2564999 / Бехтерев В.Н. / Б.И. №28, 2015.
13. Хурамшин И.Г. Ударный объем крови крысят при различных режимах двигательной активности / И.Г. Хурамшин // Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2005. - № 8. - Ч. 2. - 261 с.
14. Шустов Е.Б. Биологическое моделирование утомления при физических нагрузках: монография / Е.Б. Шустов, В.Ц. Болотова. - Биомедицина, 2013. -104 с.
15. Kregel K.C. Resource Book for the Design of Animal Exercise Protocols / K.C. Kregel // The American Physiological Society, 2006. - 137 p.
16. Lapiz-Bluhm M.D. Behavioural assays to model cognitive and affective dimensions of depression and anxiety in rats / M.D. Lapiz-Bluhm, C.O. Bondi, J. Doyen [et al.] // J. Neuroendocrinol. - 2008. - Vol. 20, N 10. - P. 1115-1137.
17. Vogel H.G. Drug discovery and evaluation: pharmacological assays / H.G. Vogel // Springer, 2008. - 2129 p.
Современные вопросы биомедицины. - 2018. - T2(2) References
1. Bekhterev V.N. Biochemical studies of rare and endangered species of the Western Caucasus / V.N. Bekhterev, Т.М. Kolomiets, V.I. Malyarovskaya // Bulletin of the State Nikitsky Botanical Garden. 2016. - No. 120. - P. 43-48.
2. Gusev N.F. Perspectives of the use of medicinal plants in modern Russia / N.F. Gusev, A.V. Filippova, G.V. Petrova, O.N. Nemereshina // Proceedings of the Orenburg State Agrarian University. Biological Sciences. - 2014. - №2. - P. 167170.
3. Datsenko A.V. Registration of indicators of physical endurance of bioobjects when running on a treadmill and swimming with weights using computer-aided markerless video-tracking [Text] / A.V. Datsenko // Saratov Journal of Medical Scientific Research. - 2014. - T. 10, No. 4. - P. 766-771.
4. Zobov V.V. Efficiency of the effect of new pyrimidine derivatives on the physical performance of rats under the conditions of the "swimming to failure" test / V.V. Zobov // Ecology of man. - 2015. - №1. - P. 28-35.
5. Karkishchenko V.N. Methods of preclinical research in sports pharmacology / V.N. Karkishchenko, N.N. Karkischenko // Sports medicine: science and practice. - 2013. - No. 1. - P. 7-17.
6. Karkishchenko N.N. Pharmacology of the processes of adaptation and tolerance of extreme loads in sports and modes of operation "to failure": the second half for generics / N.N. Karkishchenko // Biomedicine. - 2010. - No. 4. - P. 6-23.
7. Kopoladze R.A. Regulation of experiments on animals - ethics, legislation, alternatives / R.A. Kopoladze // Successes of physiological sciences. - 1998. - No. 4. - Volume 29. - P. 74-89.
8. Kots Ya.M. Sports physiology: textbook for high schools / Ya.M. Kots. -Moscow: Physical training and sports, 1998. - 200 p.
9. Medical and biomedical support of sports of higher achievements: results and development prospects of the Center for Curative Physical Education and Sports Medicine of the Federal Medical and Biological Agency: Monograph / Ed. V.V. Uyby, Yu.V. Miroshnikova, A.S. Samoylova. -Tula: Aquarius,2014.- 608 p.
10. Development of a biologically active additive based on a plant extract Iglitsa Pontian / A.F. Khechumyan, V.N. Bekhterev, L.S. Khodasevich, N.V. Mamonova, I.O. Naslednikova // Spa medicine. - 2017. - No. 2. - P. 94-100.
11. A guide to preclinical drug research. Part One / Ed. A.N. Mironov. -Moscow: Grief and K, 2012. - 944 p.
12. A method for extracting organic substances from aqueous media by extraction freezing in the field of centrifugal forces: RF patent for invention No. 2564999 / Bekhterev VN / B.I. №28, 2015.
13. Khuramshin I.G. Shock volume of blood of rats at various regimes of motor activity / IG. Khuramshin // Russian Physiol. journal. them. THEM. Sechenov. -2005. - No. 8. - Part 2. - 261 p.
14. Shustov E.B. Biological modeling of fatigue during exercise: monograph / E.B. Shustov, V.Ts. Bolotov. - Biomedicine, 2013. - 104 p.
15. Kregel K.C. Resource Book for the Design of Animal Exercise Protocols / K.C. Kregel // The American Physiological Society, 2006. - 137 p.
16. Lapiz-Bluhm M.D. Behavioural assays to model cognitive and affective dimensions of depression and anxiety in rats / M.D. Lapiz-Bluhm, C.O. Bondi, J. Doyen [et al.] // J. Neuroendocrinol. - 2008. - Vol. 20, N 10. - P. 1115-1137.
17. Vogel H.G. Drug discovery and evaluation: pharmacological assays / H.G. Vogel // Springer, 2008. - 2129 p.
Сведения об авторах. Ирина Олеговна Наследникова - д-р мед. наук, ученый секретарь НИЦКиР ФФГБУ СКФНКЦ ФМБА России в г. Сочи, ira_naslednikova@mail.ru; Арам Фрунзеевич Хечумян - руководитель НИЦКиР ФФГБУ СКФНКЦ ФМБА России в г. Сочи, sekretar-niz@mail.ru; Леонид Сергеевич Ходасевич - д-р мед. наук, профессор, зам. руководителя по науке НИЦКиР ФФГБУ СКФНКЦ ФМБА России в г. Сочи, nic_kir@mail.ru.
УДК 612.2/796.8
ОЦЕНКА ФАКТИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ СПОРТСМЕНОВ-ЕДИНОБОРЦЕВ С ПОЗИЦИЙ ПРИНЦИПОВ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ
А.Н. Мартинчик, Э.Э. Кешабянц, Н.Н. Денисова ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», г. Москва
Ключевые слова: спортивные единоборства, фактическое питание спортсменов, потребление энергии и пищевых веществ, структура потребления продуктов питания.
Аннотация. Единоборства - особый вид спорта, в котором очень важно сочетание быстроты, силы и выносливости. Характерной чертой спортивных единоборств является непостоянный уровень расходования энергии при меняющемся уровне физических нагрузок, зависящих от конкретных условий соперничества. Цель исследования: анализ фактического питания спортсменов-единоборцев высокой квалификации (кандидаты в мастера и мастера спорта) в тренировочный период. Установлены нарушения в потреблении жира, насыщенных жирных кислот и холестерина, а также добавленного сахара (у мужчин) и соли (выше
26
