Влияние физической нагрузки на процессы свободнорадикального окисления и коррекция церулоплазмином Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

© СИ. Тевдорадзе, БА. Медведев, РР Фархутдинов., 2006 УДК 612.766.1:577.121.7.334-08:615.38-092.9

СИ. Тевдорадзе, Б.А. Медведев, P.P. Фархутдинов ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ПРОЦЕССЫ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И КОРРЕКЦИЯ ЦЕРУЛОПЛАЗМИНОМ

Башкирский государственный медицинский университет, Уфа

Исследовано влияние церулоплазмина (ЦП) на процессы свободно-радикального окисления (СРО) in vitro и in vivo. Показано, что ЦП в модельных системах, имитирующих процессы образования активных форм кислорода (АФК) и реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ), подавляет хемилюминесценцию (ХЛ), обладает антиоксидантными свойствами. Многократная интенсивная физическая нагрузка ускоряет процессы СРО в тканях мозга и печени экспериментальных животных и подавляет генерацию АФК, обладающих микробицитными свойствами, в клетках крови. Введение ЦП предотвращает эти нарушения. Доступность, эффективность ЦП даёт возможность рекомендовать его для коррекции нарушений СРО при экстремальных воздействиях на организм.

Ключевые слова: церулоплазмин, перекисное окисление липидов, физическая нагрузка.

S.I. Tevdoradze, UA- Medvedev, R.R. Farkhutdinov INFLUENCE OF THE PROLONGED PHYSICAL EXERCISES ON PROCESSES OF FREE RADICAL OXIDATION (FRO) AND CORRECTION BY CERULOPLASMIN

It was investigated influence of ceruloplasmin on processes of free radical oxidation (FRO) in vitro and in vivo. It was shown, that in model systems in vitro ceruloplasmin decreased luminal-dependent chemiluminescence (CL) associated with reactive oxygen species (ROS) formation. Intensiv and prolonged physical exercises increased processes of FRO in tissues of brain and hepar of experimental animals and supressed generation of ROS in blood cells. Introduction of ceruloplasmin prevented these breaches. Efficiency of ceruloplasmin allows us to recommend it to correct the breaches of processes FRO.

Key words: ceruloplasmin, lipid oxidation, physical trainig.

Согласно современным представлениям, физические нагрузки приводят к существенному изменению процессов свободнорадикального окисления (СРО). Механизмы этих изменений многообразны и не до конца изучены. Так, например, отмечается, что при физических нагрузках возрастает потребление энергии и кислорода. Электрон-транс-портная цепь митохондрий становится источником активных форм кислорода за счет усиления потока электронов [5]. Показано, что при физических нагрузках в крови происходит увеличение инициаторов СРО [4]. Поддержание СРО на оптимальном уровне играет исключительную роль в профилактике, лечении и реабилитации лиц, подвергшихся значительным физическим и психо-эмоциональ-ным нагрузкам. В этой связи возрастает внимание к антиоксидантам (АО) - препаратам, сдерживающим процессы СРО.

Весьма перспективным представляется изучение натуральных антиоксидантов, к которым относится церулоплазмин - гликопротеин а2 - глобули-новой фракции сыворотки крови. Препарат стимулирует гемопоэз, уменьшает интоксикацию и иммунодепрессию, является регулятором концентрации биогенных аминов - эпинефрина и серотонина, может выступать как один из многих факторов ан-тиоксидантной защиты организма [1,2].

Целью проведенного исследования было оценить характер воздействия церулоплазмина(ЦП) на генерацию активных форм кислорода и перекисное окисление липидов в норме и в условиях оксида-тивного стресса, вызванного физической нагрузкой.

Изучалось действие ЦП на процессы СРО in vitro в модельных системах, которые имитировали образование активных форм кислорода и перекис -

ное окисление липидов. Исследовалось также влияние ЦП на процессы СРО в организме экспериментальных животных на фоне многократной физической нагрузки. Первая группа крыс служила контролем. Остальные в течение 24 дней подвергались плавательной физической нагрузке по методике, предложенной Рыловой. Третьей группе физическая нагрузка давалась на фоне семикратного с интервалом 72 часа введения ЦП в дозе 10 мг/кг (суммарно 70 мг/кг).

Процессы СРО в крови, гомогенатах мозга и печени исследовались методом регистрации хемилю-минесценции(ХЛ) [3].

Анализ результатов исследования на двух модельных системах позволил отметить, что ЦП в равной мере способен как взаимодействовать с активными формами кислорода, так и подавлять перекисное окисление липидов (табл. 1).

С увеличением количества ЦП в модельной системе светосумма ХЛ уменьшалась.

Таблица 1

Влияние церулоплазмина на светосумму ХЛ модельных . систем (в процентах от контроля)

Опыт Концентрация, ХЛ в модели ХЛ в

мкг/мл АФК липидах

Контроль 100% 100%

Добавлен 1 72.7*4.9* 89.Ü3.6*

церулоплазмин 10 54,4±1,6* 62.Ш.7*

100 2б,4±0,8* 31,4±1,9*

Примечание: приведены средние значения 10 измерений, *р<0,05

В экспериментах in vivo ЦП предупреждал ускорение процессов СРО в мозге и печени животных, вызванных воздействием длительной физической нагрузки (табл. 2).

При длительных и интенсивных физических

нагрузках происходило угнетение скорости активации кислородзависимого метаболизма фагоцитов крови, АФК-продуцирующей способности и сохранность этих показателей при введении ЦП (табл. 2). Подавление генерации АФК клетками крови, определяющих микробицидные свойства фагоци-

Таблица 2

Влияние длительной физической нагрузки и церулоплазмина на показатели хемилюминесценции в крови, гомогенатах мозга и печени при физической нагрузке (в процентах от контроля)

Группы ХЛ гомогенага печени ХЛ гомогекета мозга ХЛ крови

S 1 max S I так S I max

Контроль 100 100 100 100 100 100

Длительная 121,5 112,9 128,4 112,2 81,3 42,9

физическая * £

нагрузка 5,1* 5,2* 4,9* 5,7+ 5,2* 1,2*

физическая 73,4 81,6 114,9 117,5 94,9 89,9

нагрузка + ± ± dt ± ± ±

церулоплазмин 8,4** 8,4** 4 2,4 6,5 9.3

* Различия, достоверные с контрольной группой животных;

•* Различия, достоверные с группой животньсх, испытавших длительную физическую нагрузку (при р< 0,5).

TOB является нежелательным, так как приводит к снижению адаптационного резерва организма. ЦП нормализует образование АФК клетками крови при физических нагрузках и таким образом поддерживает одно из ключевых звеньев иммунитета.

Таким образом, ЦП обладает антиоксидантны-ми свойствами в модельных системах и сохраняет способность влиять на процессы СРО в организме. Длительная физическая нагрузка ускоряет СРО в печени и мозге экспериментальных животных, в то время как в клетках крови подавляет генерацию АФК. ЦП предупреждает усиление перикисного окисления липидов в мозге и печени экспериментальных животных, проявляет антиоксидантные, гепатопротекторные, иммуностимулирующие свойства, что делает перспективным его применение в лечебных и профилактических целях. Доступность, эффективность действия ЦП дают возможность рекомендовать его для коррекции нарушений СРО при экстремальных воздействиях на организм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Берлинских, Н.К., Савцова З.Д.,. Санина ОА. Антиоксидантное и иммуномоделирующее воздействие церулоплазмина при экспериментальной гриппозной инфекции. //Бюлл. экспер. биол. -1994. -Т. 118, №9.-С. 285-287.

2. Васильев, В.Б., Качурин A.M., Сорока Н.В. Дисмутирование супероксидных радикалов церулоплазмином - детали механизма// Биохимия. -1988. - Т. 53, № 12. - С. 2051.

3. Фархутдинов, P.P., Тевдорадзе СИ. Методики исследования хемилюминесценции биологического материала на хемилюминометре ХЛ - 003. Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения: сб. докл. науч.-практич. семинара. - М., 2005.- С147-154.

4. Bailey DM; Young IS; McEneny J; Lawrenson L; Kim J; Barden J; Richardson RS. Regulation of free radical outflow from an isolated muscle bed in exercising humans. American journal of physiology. 2004 Oct; Vol. 287 №(4), pp. HI689-99.

5. Di Meo, S., Venditti Mitochondria in exercise-induced oxidative stress. Biological signals and receptors. -2001. - Vol. 10, № 1-2. - P. 125-40.