CC BY
115
УДК 612.1
ВЛИЯНИЕ КРАТКОВРЕМЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСТРАКТА ЛИМОННИКА КИТАЙСКОГО НА МИКРОЦИРКУЛЯЦИЮ КРОВИ У СПОРТСМЕНОВ
Ф.Б. Литвин., С.С. Голощапова, М.А. Аверьянов, С.В. Мартынов, В.Я. Жигало, И.П. Аносов
Лекарственные травы, обладающие адаптогенными и иммуностимулирующими свойствами, в настоящее время выступают одним из средств, направленным на повышение устойчивости организма к воздействию факторов окружающей среды. Цель данной работы заключалась в оценке краткосрочного влияния лимонника китайского (Schizandra chinensis (Turkz.) Baill) на функциональное состояние микроциркуляторного русла. В работе использовался метод лазерной доплеровской флоуметрии, позволивший выявить закономерности изменений, происходящих в системе микроциркуляции спортсменов-волейболистов.
Ключевые слова: лимонник китайский, спортсмены, микроциркуляция, лазерная доплеровская флоуметрия.
Лекарственные растения имеют определенные преимущества перед синтетическими препаратами, как более безопасные и не имеющие побочных эффектов. На протяжении последних лет интенсивно изучаются растительные препараты, обладающие адаптогенными и иммуностимулирующими свойствами. Мощный всплеск исследований в данной области направлен на расширение границ адаптации человека, повышение его функциональных ресурсов, работоспособности, качества жизни и устойчивости к действию факторов внешней среды [1, с.14]. Фитопрепараты - один из самых перспективных классов биологически активных препаратов, которые повышают границы адаптации к физической нагрузке, не являясь токсическими соединениями. Прием адаптогенов способствует повышению общей резистентности спортсмена к неблагоприятным факторам внешней среды и положительно влияет на здоровье и работоспособность. Одним из научных направлений является изучение влияния экстрактов растений на иммунную защиту организма человека. В работе Лебедева А.В. и др. [2, c.64] показано, что экстракты трав повышают адгезионную способность лейкоцитов, при этом трава зверобоя и трава отилии оказывают наибольшее действие, а трава хмеля и элеутерококка - наименьшее. Изучение гемореологической активности экстракта левзеи сафлоровидной и серпухи венценосной выявило улучшение гемореологических свойств, оптимизации углеводного обмена и повышение показателя доставки кислорода к тканям [3, с.58].
Цель исследования - оценить краткосрочный эффект влияния настойки лимонника китайского на функциональное состояние микроциркуляторного русла после употребления за 1 час до игры и через 1 час после окончания соревнования в соревновательный период. В исследовании приняло участие 12 юношей в возрасте 17-24 лет, занимающихся волейболом. Изучение состояния микроциркуляции проводили с помощью метода чрескожной лазерной доплеровской флоуметрии волярной поверхности 4-го пальца руки на лазерном анализаторе капиллярного кровотока (ЛАКК -М, НПП "ЛАЗМА", Россия). Первое измерение проводилось за 1 час перед игрой после приема настойки лимонника китайского в дозе 2 мл/кг массы тела, второе - через 1 час после завершения игры. Исследования проводили в течение трех соревновательных дней. Продолжительность записи ЛДФ-граммы составляла 5 минут. Анализировались следующие показатели: параметр микроциркуляции (ПМ) в перфузионных единица (п.е.) с автоматическим расчетом его среднего значения, отражающего количество эритроцитов и среднюю скорость эритроцитов в зондируемом объеме ткани; уровень флакса (по величине СКО п.е., отражающей вариабельность тканевого кровотока). Амплитудно-частотный анализ осцилляций кровотока был выполнен с помощью программы вейвлет-анализа. По результатам амплитудно-частотного анализа колебаний кровотока рассчитывали активные механизмы контроля микрогемодинамики ((нейрогенный (Ан), миогенный (Ам) и эндотелийзависимый (Аэ) компоненты тонуса)), а также максимальную амплитуды колебаний кровотока в диапазоне дыхательных экскурсий и кардиоритма, представляющие пассивные механизмы регуляции.
Методом оптической тканевой оксиметрии, применяемым в данном приборе, оценивали уровень сатурации кислорода (SO2) и величину удельного потребления кислорода (U, усл. ед.). Лазерная флоуресцентная диагностика позволяет оценить интенсивность излучения спектров флуоресценции восстановленной формы никонтинамидадениндинуклеотида (НАДН) и окисленной формы флавинадениндинуклеотида (ФАД). Для оценки утилизации кислорода использовалась
величина флуоресцентного показателя потребления кислорода (ФПК) коферментов, участвующих в дыхательной сети как отношение НАДН к ФАД: ФПК = Анадн / Афад.
Расчет всех показателей проводили с помощью специального пакета программ (версия 2.0.0.423, НПП "ЛАЗМА", РФ). Статистическую обработку полученных результатов исследования осуществляли путем вычисления средних арифметических (М) и ошибок средних (т). Оценку достоверности различия средних значений производили с помощью параметрического ^критерия Стьюдента. Различия между группами считались статистически значимыми при уровне значимости р<0,05.
Результаты исследования.
Результаты выполненной работы показали, что уровень обменных процессов зависит от продолжительности времени применения адаптогена. Согласно выстроенной гипотезе предполагалось, что трехдневное применение экстракта лимонника позволит сократить время восстановления организма к каждому последующему дню соревнований. С этой целью в течение 3-х дней дважды: до и после соревнований проводили мониторинг состояния системы микроциркуляции. По данным мониторинга показателей ЛДФ наиболее существенные изменения в системе микрогемоциркуляции регистрируются на второй день приема лимонника. В частности, величина ПМ снижается от 12,68±2,06 п.е. до 7,70±1,11 п.е. или на 64%, показатель СКО снижается от 2,19±0,72 п.е. до 1,14±0,44 п.е. или на 92% (р<0,05) (табл. 1). Усиливается шунтирование крови по артериоло-венулярным анастомозам с повышением ПШ на 9%. Выполненный вейвлет анализ частотно-амплитудного спектра показал снижение объема поступающей в систему микроциркуляции крови, вызванное изменениями реактивности структур микроциркуляторного русла. Биологически активные вещества, содержащиеся в экстракте лимонника, усиливают активность симпатического звена вегетативной нервной системы, суммарно повышая тонус прекапиллярных сфинктеров и артериол большего диаметра. Амплитуда миогенных колебаний, по величине которой оценивается работа прекапиллярных сфинктеров, и, косвенно, количество функционирующих капилляров снижается на 67% от 9,16±0,64 п.е. до 5,47±0,31 п.е. (р<0,05).
Таблица 1
Значения (М±m) показателей микроциркуляции у испытуемых волейболистов до и после игры
при приеме экстракта лимонника китайского
Показателимикроциркуляции До соревнований, дни После соревнований, дни
1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й
ПМ, п.е. 12,68±2,06 7,70±1,11 13,73±2,47 16,33±2,54 8,50±1,39 16,14±2,38
СКО, п.е. 2,19±0,72 1,14±0,44 1,65±0,60 1,78±0,66 2,30±0,85 1,70±0,54
SO2, % 74,21±5,62 70,40±4,29 71,15±4,01 79,67±5,79 70,56±5,03 67,64±4,48
SpO2.% 97,13±0,69 98,57±0,74 98,00±0,51 98,50±0,59 97,43±0,70 96,88±0,75
и, усл. ед. 1,31±0,27 1,40±0,38 1,38±0,25 1,27±0,20 1,40±0,36 1,38±0,33
V, % 10,30±0,58 10,04±0,49 11,01±0,61 13,48±0,65 11,06±0,54 10,10±0,39
ФПК 0,986±0,02 0,972±0,02 0,936±0,01 0,915±0,01 0,913±0,01 0,999±0,04
Аэ, п.е. 24,78±2,10 10,47±1,02 19,96±2,34 11,58±1,33 16,35±1,62 14,99±1,67
Ан, п.е. 12,95±1,40 9,50±1,29 13,19±1,82 15,16±1,74 13,07±1,35 13,59±1,41
Ам, п.е. 9,16±0,64 5,47±0,31 7,87±0,45 12,25±0,65 8,81±0,52 7,43±0,66
Ад, п.е. 5,52±0,48 3,12±0,39 4,75±0,32 7,60±0,50 4,13±0,27 3,48±0,29
Ас, п.е. 3,38±0,26 2,63±0,21 3,96±0,35 5,02±0,33 3,87±0,40 2,61±0,19
ПШ, усл. ед. 1,50±0,19 1,64±0,25 1,90±,32 1,41±0,28 1,62±0,31 2,19±0,37
Синхронно повышается тонус относительно крупных артериол и метартериол с падением амплитуды нейрогенных колебаний на 36% от 12,95±1,40 п.е. до 9,50±1,29 п.е. (р<0,05). Прием экстракта лимонника во второй день сопровождается стремительным падением в 2,5 раза амплитуды эндотелийзависимых колебаний от 24,78±2,10 п.е. до 10,47±1,02 п.е., что может свидетельствовать о снижении продукции основного вазодилататора - оксида азота. Синхронно снижается вклад внешних механизмов модуляции микрокровотока, генерируемых как работой сердца, так и присасывающими движениями грудной клетки. Показатель амплитуды респираторных колебаний уменьшается на 77% от 5,52±0,48 п.е. до 3,12±0,39 п.е., пульсовых - на 29% от 3,38±0,26 п.е. до 2,63±0,21 п.е. На фоне снижения интенсивности микроциркуляции, компенсаторно усиливается утилизация кислорода из капилляров в ткани, на что указывает уменьшение на 5,4% от 74,21±5,62% до 70,40±4,29% показателя сатурации кислорода в смешанной крови. Повышенный запрос тканей по кислороду активизирует диффузию его из альвеол в кровеносные капилляры. В результате содержание кислорода в артериальной крови системного круга кровообращения повышается на 1,5%. Вазоконстрикция,
вызванная повышением активности симпатического звена вегетативной нервной системы под воздействием биологических активных веществ лимонника китайского, повышает скорость микрокровотока. Известно, что чем выше скорость кровотока в системе обменных сосудов, тем полнее происходит диссоциация оксигемоглобина и диффузия кислорода в клетки рабочих органов [4, с. 88]. По данным оптической тканевой оксиметрии показатель удельного потребления кислорода тканями повышается от 1,31±0,27 усл. ед. до 1,40±0,38 усл. ед. или на 6,9%. Соответственно, в клетках рабочих органов активизируются окислительно-восстановительные реакции с участием кислорода. По данным флуоресцентной диагностики в результате активного включения НАДН в цепь реакций по переносу электронов на кислород показатель НАДН/ФАД снижается на 1,4% (рис. 1).
Рис. 1. Динамика величины ФПК при приеме лимонника у спортсменов - волейболистов
Немаловажным является и тот факт, что повышение метаболизма кислорода на клеточном уровне происходит без увеличения количества эритроцитов, о чем свидетельствует отсутствие динамики роста концентрации эритроцитов в зондируемом объеме крови (10,30±0,58% и 10,04±0,43% соответственно). По иному протекают обменные процессы в системе микроциркуляции на третий день применения настойки лимонника. Прежде всего, стремительно растет показатель перфузии крови от 7,70±1,11 п.е. до 13,73±2,47 п.е. или на 78% по сравнению со вторым и на 8% с первым днями приема настойки лимонника. Показатель СКО повышается от 1,14±0,44 п.е. до 1,65±0,60 п.е. или на 45%. Нарастающий объем крови активизирует работу шунтирующего звена. Пропускная способность анастомозов увеличивается от 1,64±0,25 усл. ед. до 1,90±0,32 усл. ед. или на 16% по сравнению со вторым и на 27% с первым днями приема лимонника китайского. Работа активных и пассивных механизмов модуляции кровотока направлена на снижение тонуса микрососудов и увеличение пропускной способности системы микроциркуляции. На третий день по сравнению со вторым от 5,47±0,31 п.е. до 7,87±0,45 п.е. повышается амплитуда миогенных колебаний. Тонус прекапиллярных сфинктеров снижается, а умеренная дилатация увеличивает число функционирующих капилляров. Примерно на такую же величину (39%) повышается амплитуда нейрогенных колебаний от 9,50±1,29 п.е. до 13,19±1,82 п.е., что обеспечивает приток дополнительного объема крови в систему микроциркуляции. Максимально высокий прирост амплитуды среди активных механизмов регуляции отмечается со стороны эндотелийзависимого фактора. На третий день по сравнению со вторым амплитуда увеличивается в 2 раза от 10,47±1,02 п.е. до 19,96±2,34 п.е. (р<0,01).
Таким образом, все три тонусформирующих фактора приносящего артериолярного звена работают синхронно и направлены на решение конечной задачи по адекватному обеспечению рабочих органов пластическим и энергетическим субстратом. Среди пассивных механизмов амплитуда респираторных повышается на 52% и на 51% пульсовых колебаний по сравнению с показателями во второй день и достигает уровня первого дня. Динамика показателей метаболизма кислорода более консервативная. Так, уровень сатурации кислорода в смешанной крови микроциркуляторного русла остается ниже по сравнению с первым днем и несущественно выше со вторым днем применения лимонника. Незначительно снижается и показатель потребления кислорода тканями. В системном круге на 0,6% уменьшается содержание кислорода, что стимулирует выброс в кровь дополнительного количества эритроцитов. Показатель концентрации эритроцитов в зондируемом объеме крови увеличивается на 9,7% по сравнению со вторым днем приема лимонника китайского. Показатель НАДН/ФАД продолжает снижаться, оставаясь на 5,3% ниже по сравнению с первым днем и на 3,8% - со вторым днем употребления лимонника китайского.
Поведение системы микроциркуляции после приема лимонника китайского в каждый из трех дней после игры, имеет как общие с до игровым состоянием, так и отличительные особенности. В целом величина перфузии после соревнований оказалась выше по сравнению с показателями перед игрой. В первый день после игры и приема лимонника величина ПМ (16,33±2,54 п.е.) недостоверно
1,05
■ До игры
■ Послеигры
1день 2 день Здень
выше по сравнению с показателем до соревнования (12,68±2,06 п.е.). Во второй день показатель ПМ снижается в 2 раза (8,50±1,39 п.е) (р<0,05), а в 3-й день снижение сменяется повышением ПМ до 16,14±2,38 п.е. Уровень флаксмоций (СКО) повышается с 1,78±0,66 п.е. до 2,30±0,85 п.е. от 1-го дня ко второму с последующим понижением в 3-й день до 1,70±0,54 п.е. Перфузия в обменных сосудах регулируется активными и пассивными механизмами модуляции кровотока. Выполненное вейвлет-преобразование частотно-амплитудного спектра показало, что после приема лимонника китайского тонус прекапиллярных сфинктеров от 1-го к 3-му дню соревнований повышается. Причем максимальный рост тонуса приходится на 2-й день. От 1-го ко 2-му дню амплитуда миогенных колебаний снижается от 12,25±0,65 п.е. до 8,81±0,52 п.е. или на 39%, что влечет за собой двукратное снижение перфузии. В 3-й день снижение тонуса ослабевает. Показатель Ам колебаний снижается до 7,43±0,66 п.е. Тонус более крупных артериол понижается менее выражено и только в первые два дня. За это время амплитуда нейрогенных колебаний уменьшилась от 15,16±1,74 п.е. до 13,07±1,35 п.е., оставаясь без изменений (13,59±..п.е.) в 3-й день. Суммарно за три дня после игр показатель миогенного тонуса прекапилляров повышается на 65%, а артериол большего диаметра - на 12%. Амплитуда эндотелиальных колебаний, напротив, достоверно повышается от 11,58±1,33 п.е. в 1-й день до 16,35±1,62 п.е. во 2-й день (р<0,05), с последующим снижением до 14,99±1,67 п.е. в 3-й день. Амплитуды пассивных колебаний дыхательного и сердечного генеза синхронно снижаются от 1-го к 3-му дню, указывая на снижение вклада внешних факторов управления флаксмоциями кровотока. По абсолютной величине за три дня амплитуда респираторных колебаний достоверно снижается на 118%, а пульсовых - на 92% (р<0,05). Согласованная работа регуляторных механизмов направлена на решение задачи адекватного обеспечения клеток тканей пластическим и энергетическим субстратом с одной стороны и выведения продуктов метаболизма - с другой. Как показали данные оптической тканевой оксиметрии от 1-го к 3-му дню, усиливается диффузия кислорода из крови в ткани, в результате показатель сатурации кислорода гемоглобином смешанной крови понижается от 79,67±5,79% в первый день до 70,56±5,03% во 2-й день и 67,64±4,48% в 3-й день. Одновременно повышается показатель удельного потребления кислорода тканями от 1,27±0,20 усл. ед. в 1-й день до 1,40±0,36 усл. ед. во 2-й день и 1,38±0,33 усл. ед. в 3-й день. В течение трех дней показатель удельного потребления кислорода увеличивается на 8%. По данным лазерной флуоресцентной диагностики в первые два дня после соревнований показатель НАДН/ФАД минимальный (0,915±0,010 и 0,913±0,012 соответственно), что означает на фоне снижения содержания кислорода в смешанной крови усиления окислительно-восстановительных реакций в клетках тканей. Однако уже на 3-й день показатель НАДН/ФАД достоверно повышается до 0,999±0,038, что при нарастающей диффузии кислорода в ткани свидетельствует о расширении адаптационных процессов, в результате которых снижается доля кислорода, непосредственно участвующего в образовании АТФ и повышается его использование с целью устранения кислородного долга.
Выводы
1. Трехдневное употребление настойки лимонника китайского до соревнований сопровождается усилением тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы после первого дня приема, что проявляется вазоконстрикторными реакциями со стороны артериол и прекапиллярных артериол. В результате снижается показатель перфузии крови и величина флакса. На этом фоне повышается эффективность использования кислорода тканями. После трех дней приема направленность реакции микроциркуляторного русла сменяется на противоположную: стремительно повышается интенсивность микрокровотока; растет активность эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции модуляции кровотока; сохраняется высокий уровень утилизации кислорода из крови в ткани.
2. В постсоревновательный период динамика величины перфузии изменяется волнообразно с понижением во 2-й день и ростом до максимальной величины после 3-х дней приема лимонника. Величина потребления кислорода тканями нарастает от 1-го к 3-му дню употребления настойки лимонника китайского.
3. Показано, что независимо от функционального состояния организма применение настойки лимонника китайского улучшает работу системы микроциркуляции через повышение ее функциональных возможностей и расширение адаптивного потенциала.
Medicinal herbs with adaptogenic and immunostimulating properties are a one of means, directed on increasing of organism resistance on influence different environmental factors. The aim of this research is estimate of short-term influence of magnolia vine (Schizandra chinensis (Turkz.) Baill) on functional state of microcirculation system. Used Laser Doppler Flowmetry we detected mechanisms of changes in microcirculation system of volleyball players. The key words: Schizandra chinensis (Turkz.) Baill, sportsmen, microcirculation, Laser Doppler Flowmetry.
Cписок литературы
1. Ефремова И.Н. Разработка комплексного адаптогенного средства на основе фитопрепаратов женьшеня, эхинацеи и солодки: автореф. канд. дисс./ И.Н. Ефремова. - Минск, 2004.25 с.
2. Лебедева А.В. Влияние извлечений некоторых лекарственных растений на адгезию лейкоцитов [Текст] / А.В. Лебедев, М.С. Коротаева, Т.А. Шмаров // Микроциркуляция и гемореология (от ангиогенеза до центрального кровообращения) IX Международная конференция (29 июня-2 июля, 2013) Ярославль: Изд. ЯГПУ им К.Д. Ушинского, 2013. - С. 64.
3. Васильев А.С. Влияние экстрактов экдистероидсодержащих растений совместно с дозированной физической нагрузкой на гемореологические показатели крыс с инфарктом миокарда [Текст] / А.С. Васильев, О.И. Алиев, А.М. Анищенко, М.Б. Плотников // Микроциркуляция и гемореология (от ангиогенеза до центрального кровообращения) IX Международная конференция (29 июня-2 июля, 2013) Ярославль: Изд. ЯГПУ им К.Д. Ушинского, 2013. - С. 58.
4. Баранов В.В. Визуализатор капиллярного эндотелия [Текст] / В.В. Баранов, Н.Н. Самсонова, В.В. Баранов, М.М. Рыбка, Ф.Б. Литвин // VI Всероссийская конференция по клинической гемостазиологии и гемореологии в сердечно-сосудистой хирургии (с международным участием) (31 января - 02 февраля, 2013) // «Тромбоз, гемостаз и реология» № 2-.2013 . с.87-90.
Об авторах
Литвин Ф.Б. - доктор биологических наук, профессор Смоленской академии физической культуры, спорта и туризма, e-mail: [email protected]
Голощапова С.С. - аспирант Брянского государственного университета, e-mail: [email protected]
Аверьянов М.А. - аспирант Смоленской государственной академии физической культуры, спорта и туризма.
Мартынов С.В. - аспирант Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского
Жигало В.Я.- кандидат педагогических наук, доцент Брянской государственной инженерно-технологической академии
Аносов И.П. - доктор педагогических наук, профессор Мелитопольского государственного педагогического университета им. Богдана Хмельницкого
THE INFLUENCE OF SHOT-TERM USE OF SCHIZANDRA CHINENSIS (TURKZ.) BAILL) EXTRACT ON SPORTSMEN BLOOD MICROCIRCULATION F.B. Litvin, S.S. Goloshchcapova, M.A. Averyanov, S.V. Martinov, V.Ya. Jigalo
