Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 10
1.1. Общая характеристика процессов свободнорадикального окисления в организме человека 10
1.2. Причины активации свободнорадикальных процессов при интенсивных физических нагрузках 23
1.3. Изменения в состоянии системы ПОЛ-АОС при адаптации к физическим нагрузкам 30
ГЛАВА II. Материал и методы исследования 48
2.1. Материал и организация исследования 48
2.2. Исследование состояния системы ПОЛ-АОС у спортсменов и нетренированных людей при физических нагрузках различной интенсивности 49
2.3. Исследование состояния системы ПОЛ-АОС у юных пловцов и детей, не занимающихся спортом 51
2.4. Методы исследования состояния системы ПОЛ-АОС 52
2.5. Метод оценки функции симпатоадреналовой системы 56
2.6. Статистическая обработка результатов 57
ГЛАВА III. Результаты собственных исследований 58
3.1. Состояние процессов ПОЛ у спортсменов и нетренированных людей в период последействия максимальной и субмаксимальной физических нагрузок 58
3.2. Влияние двухгодичного цикла тренировок на состояние системы ПОЛ-АОС у юных пловцов 84
3.2. Влияние физической нагрузки на состояние системы ПОЛ-АОС у юных пловцов в различные периоды двухгодичного цикла тренировок 102
Заключение 118
Выводы 130
Указатель литературы 132
- Общая характеристика процессов свободнорадикального окисления в организме человека
- Изменения в состоянии системы ПОЛ-АОС при адаптации к физическим нагрузкам
- Методы исследования состояния системы ПОЛ-АОС
- Состояние процессов ПОЛ у спортсменов и нетренированных людей в период последействия максимальной и субмаксимальной физических нагрузок
Введение к работе
Актуальность проблемы. Адаптация человека к факторам окружающей среды является одной из главных проблем биологии. Важное место среди таких факторов занимает мышечная деятельность. В естественных условиях двигательная активность выступает как мощный оздоровительный фактор, расширяющий функциональные возможности различных физиологических систем [78, 80, 84, 85, 89, 114, 128, 165, 174, 196]. Это имеет особую значимость для растущего организма, поскольку в настоящее время на состояние здоровья детей оказывают все возрастающее влияние такие факторы как низкий уровень социально-экономических условий жизни, увеличение умственных нагрузок на фоне относительно невысокой двигательной активности, ухудшение экологической обстановки, возрастание психо-физиологических влияний.
Многие исследователи показали, что адекватные физические нагрузки увеличивают устойчивость организма к оксидативному стрессу любой природы благодаря увеличению функциональных мощностей систем транспорта кислорода, митохондриальной системы, а также развитию адаптивных изменений в системе ПОЛ-АОС [78, 80, 84, 85, 125, 154, 165, 186].
В то же время, хорошо известно, что активация процессов липо-пероксидации, сопровождающая интенсивные физические нагрузки, способна вызвать значительные нарушения в работе различных органов и систем и тем самым нивелировать положительное влияние физической активности на состояние здоровья [1, 20, 61, 78, 113, 124, 131, 153, 154, 166, 177, 185, 186, 188]. Основными причинами усиления свободнорадикального окисления при интенсивной мышечной работе являются недостаточное снабжение тканей кислородом и чрезмерная активация симпатоадреналовой системы [19, 20, 78, 80,84,85,140,151].
Поэтому для широкого внедрения в жизнь спорта требуется тщательное изучение закономерностей воздействия различных физических нагрузок на
сбалансированность системы ПОЛ-АОС в растущем организме. Однако особенности протекания процессов липопероксидации в организме детей младшего школьного возраста при воздействии физических нагрузок практически не изучены. Современный подход к данным исследованиям требует изучения срочных адаптивных реакций на тренировочные нагрузки и адаптационных изменений, развивающихся в организме в результате систематических тренировок.
Выявление особенностей адаптации системы ПОЛ-АОС растущего организма к физической нагрузке имеет не только общебиологическое, но и практическое значение, поскольку позволяет предложить современному спорту объективные критерии адекватности физических нагрузок.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось изучение воздействия регулярных занятий плаванием на состояние системы ПОЛ-АОС у детей 7-9 лет.
В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:
Изучить влияние физических нагрузок различной интенсивности на уровень свободнорадикальных процессов и соотношение различных категорий продуктов ПОЛ у спортсменов и нетренированных людей. С учётом условий проведения прикладных биохимический исследований в области спорта и во избежание ряда санитарно-гигиенических проблем, связанных со взятием проб крови, выбрать объект неинвазивного исследования, наиболее точно отражающий изменения параметров, характеризующих состояние системы ПОЛ-АОС.
Изучить влияние занятий плаванием на содержание продуктов ПОЛ у детей на этапе начальной спортивной подготовки.
Изучить влияние занятий плаванием на уровень АОА у детей на этапе начальной спортивной подготовки.
Выявить изменения в характере срочных адаптивных реакций системы ПОЛ-АОС у юных пловцов в ответ на тренировочную нагрузку в течение 2-х годичного цикла тренировок.
Установить особенности функционирования симпатоадреналовой системы на этапах срочной и долговременной адаптации к тренировочным нагрузкам у юных пловцов.
Научная новизна. Показано, что у представителей циклических видов спорта процесс долговременной адаптации к физическим нагрузкам сопровождается возрастанием активности антиоксидантной системы и увеличением содержания первичных гептанрастворимых продуктов ПОЛ.
Установлена зависимость между интенсивностью физической нагрузки и степенью активации липопероксидации у спортсменов и нетренированных людей. Показано, что физические нагрузки как субмаксимальной, так и максимальной мощности сопровождаются снижением уровня гептан-растворимых и увеличением уровня изопропанолрастворимых липопероксидов, при этом содержание последних прямо коррелирует с выраженностью гиперферментемии. Установлено, что уровень тренированности влияет на величину и направленность сдвигов в системе ПОЛ-АОС, возникающих в ответ на физическую нагрузку.
Выявлены прямые корреляции между параметрами системы ПОЛ-АОС в крови и слюне.
Впервые показано, что адаптивные изменения у детей младшего школьного возраста, занимающихся плаванием в течение двух лет, сопровождаются увеличением содержания гептанрастворимых и снижением содержания изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ в слюне, а также повышением уровней АОА и окисляемости липидов (интенсивности аскорбат-индуцированного ПОЛ). Установлено, что процесс адаптации к занятиям плаванием носит фазовый характер.
Показано, что тренировочная нагрузка у детей, занимающихся плаванием в течение двух лет, приводит к уменьшению содержания молекулярных продуктов ПОЛ и возрастанию уровней АОА и окисляемости липидов сразу после тренировки с последующим возвращением параметров системы ПОЛ-АОС к исходному уровню.
Теоретическое и практическое значение работы. Результаты проведённых исследований позволили установить и обосновать особенности адаптации системы ПОЛ-АОС к занятиям плаванием в течение двух лет у детей младшего школьного возраста.
Выбран биологический объект неинвазивного исследования, наиболее точно отражающий изменения параметров, характеризующих состояние системы ПОЛ-АОС.
Показано, что определение параметров системы ПОЛ-АОС в слюне может быть использовано в качестве доступного и высокоинформативного критерия оценки напряженности выполняемой мышечной работы, а также адаптированности к мышечной деятельности.
Разработан аналитический комплекс, адекватно описывающий изменения уровня ПОЛ и активности антиоксидантной системы под действием физических нагрузок. Данный комплекс внедрён в практику и используется при подготовке членов сборных команд по хоккею ("Мечел", "Трактор"). Результаты работы используются в курсах "Биохимия" и "Основы патохимии" кафедры биохимии УралГАФК.
Положения, выносимые на защиту.
1) Изменения функционирования системы перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы, заключающиеся в повышении уровня неполярных и понижении уровня полярных продуктов ПОЛ, а также в возрастании уровня антиокислительной активности, могут служить критерием адаптации детей к занятиям плаванием.
2) Процесс адаптации детей к занятиям плаванием в течение двух лет сопровождается изменением характера ответной реакции системы ПОЛ-АОС на тренировочную нагрузку.
Апробация. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на международном научно-практическом семинаре "Конькобежный спорт: проблемы, суждения, решения" (Челябинск, 17-18 июня 2000 г.); на VI Международном конгрессе по адаптивной медицине (Франция, Лион, 30 августа - 2 сентября 2000 г.); на II Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием (Москва, 9-12 октября 2000 г.); на VI Международной конференции "Биоантиоксидант" (Москва, 16-19 апреля 2002 г.); на IV Международном конгрессе по патофизиологии (Венгрия, июнь 2002 г.); на II Международной конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности (Москва, 29 января -1 февраля 2003 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Общая характеристика процессов свободнорадикального окисления в организме человека
В настоящее время существует огромное число данных, свидетельствующих о важной, а подчас определяющей, роли свободнорадикальных реакций в целом ряде патологических состояний. При этом многообразие конечных эффектов базируется на весьма ограниченном количестве основных процессов повреждения клеточных структур активированными кислородными метаболитами. Учитывая важную роль свободнорадикальных реакций в патологии клетки, следует более подробно остановиться на характеристике этих процессов.
Как известно, для высших форм жизни необычайно важен молекулярный кислород О2, реакция восстановления которого до НгО составляет основу биоэнергетики организма человека и животных. Наряду с окислительным фосфорилированием, в которое вовлекается около 90% потребляемого человеком кислорода, в живых организмах постоянно протекают реакции с образованием активированных кислородных метаболитов [22, 23, 40, 41, 53, 54, 95, 117, 145]: -Ог" (супероксид ион-радикала), Н2О2 (перекиси водорода) и -ОН (гидроксильного радикала), являющихся продуктами одно-, двух- и трёхэлектронного восстановления кислорода соответственно.
Супероксид ион-радикал 0{ в больших количествах образуется при активации фагоцитами в результате окисления NADPH молекулярным кислородом [22, 41, 53, 95, 145]:
Вторым источником -0{ внутри клеток служат мембраны митохондрий и ЭПР, где одноэлектронное восстановление кислорода является результатом "ответвления" от основного пути переноса электрона от субстрата на молекулярный кислород на уровне цитохромов Ь5 или Р-450 соответственно [3, 41, 53, 144, 145,]. В нормальных условиях при окислительном фосфори-лировании в митохондриях менее 5% 02 преобразуется в АФК, однако генерация последних может существенно возрастать при частичном повреждении митохондрий и при микросомальном окислении ряда токсичных веществ [3, 22, 40, 53, 144].
В электронтранспортной цепи (ЭТЦ) NADPH-цитохром Р-450- зависимой системы гидроксилирования в микросомах образование АФК происходит при одноэлектронном восстановлении тройного комплекса 02 -цитохром-Р-450 -ксенобиотик с образованием 02" в присутствии Fe (NADPH-зависимая система ПОЛ) [3]. При участии аскорбиновой кислоты в качестве донора электронов в ЭТЦ митохондрий и микросом также образуются АФК в присутствии Fe (аскорбат-зависимая система ПОЛ) [3, 22, 41, 95]. Кроме того, имеются другие ферментные системы, осуществляющие одноэлектронное восстановление Ог, в частности ксантиноксидаза, окисляющая ксантин до мочевой кислоты [9, 22, 23, 40, 41, 53, 95, 144, 145]. Перекись водорода образуется в основном в результате дисмутации 02 , катализируемой супероксиддисмутазой (СОД): К процессам, в результате которых образуются АФК, такие как 02 , Н202, 02 (синглетный кислород) относят также реакции биосинтеза простагландинов, глюкозооксидазную, альдегиддегидрогеназную реакции, аутоокисление оксигемоглобина, глутатиона, аскорбиновой кислоты, адреналина и некоторых других внутриклеточных компонентов, а также реакцию неферментной спонтанной дисмутации радикалов 02" с образованием Н202 и !02 [9, 22, 23, 40, 41, 54, 95, 117, 144]. Еще одним физиологическим свободным радикалом является окись азота NO-, которая продуцируется из аргинина в сосудистом эндотелии как релаксирующий фактор, а также образуется в мозге и фагоцитах [41,145,167]. По мнению Владимирова Ю.А., к числу непосредственных радикалов, ответственных за инициацию и развитие процессов перекисного окисления мембранных липидов относится гидроксильный радикал -ОН и один из (или даже возможно все липидные радикалы) L-, LO-, LOO- [22, 23]. Повреждающее действие гидроксильных радикалов может быть направлено на любые клеточные метаболические системы [117, 145]. Так, свободнорадикальное окисление белков приводит к образованию сшивок в них и нарушению структуры и функции различных ферментов [4, 40, 41, 53, 55, 56, 144]; свободнорадикальное окисление углеводов - к их полимеризации [14, 22, 41, 53, 144]. Однако основными объектами воздействия гидроксильных радикалов служат нуклеиновые кислоты и липиды мембран. Разрыв нитей ДНК лежит в основе мутагенного, в частности канцерогенного, действия радикалов, а также, вероятно, в основе клеточного старения, аутоимунных болезней и поражающего действия радиации [14, 23, 27, 41, 53, 88, 91, 93, 95, 98, 100, 144, 145, 162]. В отличие от медленно развивающихся процессов, вызванных свободно-радикальным окислением нуклеиновых кислот, перекисное окисление липидов, а именно, полиненасыщенных жирных кислот, входящих в состав фосфолипидов, протекает в клетке весьма интенсивно, при этом быстро и резко.
Изменения в состоянии системы ПОЛ-АОС при адаптации к физическим нагрузкам
Очевидно, что активность свободнорадикальных процессов существенно зависит от интенсивности и длительности физической нагрузки [199]. Так, показано, что с увеличением длительности физической нагрузки в печени, сердце и скелетной мускулатуре нетренированных животных растёт и активность липидной пероксидации, оцениваемая по уровню МДА [61, 203], а АОА при этом падает [203]. СИ. Красиков (1987) показал, что у людей активация ПОЛ наблюдается лишь при максимальных нагрузках, при этом уровни МДА и ДК в сыворотке крови увеличиваются почти вдвое и достоверно коррелируют с выраженностью гиперферментемии (ЛДГ). В то же время субмаксимальная нагрузка вызывает лишь статистически недостоверные сдвиги в содержании продуктов ПОЛ и активности ЛДГ в сыворотке крови [61].
Решающую роль в вопросе состояния процессов ПОЛ при физических нагрузках играет уровень адаптированности организма к конкретной мышечной работе [124]. Согласно современным представлениям, адаптивные перестройки, вызванные физическими нагрузками, - это динамический процесс, поэтому в развитии адаптационных изменений у спортсменов целесообразно выделять несколько стадий [20, 29, 78, 83, 84, 85, 103, 104, 105]. Обычно выделяют два основных этапа: начальный этап - "срочная", но несовершенная адаптация, и последующий этап - "долговременная" устойчивая адаптация. На этапе "срочной" адаптации активация нейрогуморального звена функциональной системы, ответственной за адаптацию, и возникающая стресс-реакция обеспечивают мобилизацию этой системы на данном этапе приспособления организма к мышечной нагрузке и играют важную роль в формировании следующего этапа процесса - "долговременной" адаптации. Вместе с тем, чрезмерно интенсивная стресс-реакция является причиной возникновения повреждений и тем самым определяет несовершенство приспособления организма на стадии "срочной" адаптации [20, 78, 84, 85].
"Долговременная" адаптация к физическим нагрузкам связана с формированием устойчивого системного структурного "следа", который характеризуется совершенствованием аппарата нейрогормональной регуляции, увеличением мощности и одновременно экономности функционирования аппарата внешнего дыхания и кровообращения, а также двигательного аппарата. Сформировавшийся структурный "след" не только создаёт возможность интенсивной и в то же время экономичной мышечной работы, но и является основой повышения резистентности к различным повреждающим последствиям, что во многом связано с предупреждением стрессорнои активации СРО. Умеренные физические нагрузки занимают важное место в структуре профилактики неинфекционных заболеваний человека [78, 80, 83, 84, 85, 128, 159, 165, 196, 201]. Важнейшее практическое значение имеет усиление резистентности тренированного организма к факторам, вызывающим повреждения сердца и системы кровообращения, среди которых важное место занимают стрессорные ситуации и ишемия [80, 81, 84, 103,104, 105, 125, 135, 174]. Долговременная адаптация спортсменов к физическим нагрузкам разной интенсивности сопровождается специфическими изменениями в структуре метаболизма. Тренированный организм характеризуется повышенным содержанием источников энергии, более высокой ферментативной активностью, расширением и совершенствованием возможностей регуляции метаболизма [20, 21, 48, 78, 84, 113, 121, 122, 176]. Развитие механизмов аэробной энергопродукции является неспецифическим следствием регулярных физических нагрузок вне зависимости от общей направленности тренировочного процесса [165]. Решающим фактором, определяющим повышение выносливости тренированного организма при интенсивных нагрузках является увеличение мощности системы митохондрий и повышение оксидативной способности [176]. Значение этого фактора определяется: 1) ростом способности синтезировать АТФ; 2) ростом способности утилизировать жирные кислоты и пируват, тем самым уменьшая переход пирувата в лактат, накопление которого в мышцах играет важную роль в генезе утомления и уменьшения работоспособности. Значение увеличения числа митохондрий в мышцах определяется тем, что оно способствует снижению степени активации свободнорадикального окисления в мышцах при интенсивных нагрузках за счёт уменьшения продукции в митохондриях радикальных форм кислорода [84, 132, 151].
Так, в экспериментах на животных обнаружено, что при адаптации к умеренной физической нагрузке у животных наряду с гипертрофией миокарда отмечается уменьшение накопления конечного продукта ПОЛ - МДА к кардиомиоцитах [8, 157] и возрастание абсолютного содержания фосфолипидов за счет легкоокисляемых фракций - фосфатидилсеринов и фосфатидилэтанол-аминов. У животных, тренированных на выносливость, по сравнению с нетренированными животными в состоянии покоя в большей или меньшей степени снижается уровень гидроперекисей липидов в крови, почках, слюнных железах, сердце, мышцах [184], диафрагме [205, 206], но увеличивается в печени [184]. На усиление свободнорадикальных процессов указывает также значительное увеличение активности в крови АЛТ, ЛДГ [61, 77] и КФК [139] у нетренированных животных после максимальной физической нагрузки, что свидетельствует о выходе в кровь этих ферментов через повреждённую плазматическую мембрану. В то же время нагрузка "до отказа" у тренированных животных не вызывала повышение уровня МДА в сердце и скелетной мускулатуре, кроме того активность КФК в крови была значительно ниже, чем у нетренированных животных [139].
Тренированные люди также характеризуются большей устойчивостью к окислительному стрессу, связанному с физической нагрузкой [2, 124]. Так, при максимальных физических нагрузках активность КФК в крови нетренированных людей может повышаться в 20 раз, в то же время у тренированных лиц максимальная утомляющая работа повышает активность сывороточной КФК на 80-90% [123].
Исследования хемилюминисценции мочи при физических нагрузках выявили увеличение сверхслабого свечения мочи у здоровых нетренированных людей при нагрузке субмаксимальной мощности, что свидетельствует об активации ПОЛ. В то же время у спортсменов высокой квалификации этот показатель снижается [2, 11]. Ежедневные тренировочные нагрузки "до отказа", получаемые в течение 20 дней нетренированными людьми, повысили на 6% физическую работоспособность, тестируемую методом велоэргометрии со ступенчато-повышающейся нагрузкой, однако это сопровождалось увеличением хемилюминисценции мочи на 60%. У спортсменов легкоатлетов (мастера спорта) повышение работоспособности в процессе 20-дневной тренировки сопровождалось снижением хемилюминисценции мочи на 25 % [2].
Методы исследования состояния системы ПОЛ-АОС
Интенсивность процессов ПОЛ в сыворотке крови, слюне и конденсате выдыхаемого воздуха оценивали по накоплению в них первичных (диеновые конъюгаты гидроперекисей) и вторичных (кетодиены и сопряжённые триены) продуктов липидной пероксидации.
Содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ определяли методом Волчегорского И.А. и соавт. [26]. Липидную фракцию биологических образцов из 0,5 мл экстрагировали 5 мл смеси равных объёмов гептана и изопропанола при встряхивании в течение 15 минут. Липидный экстракт отделяли центрифугированием, разбавляли 5 мл смеси гептан-изопропанол (3:7 по объёму) и разделяли на фазы добавлением 2 мл водного раствора соляной кислоты (рН=2). Через 30 минут верхнюю (гептановую) фазу переносили в отдельную пробирку, а к нижней (водно-спиртовой) добавляли 1 г сухого хлористого натрия для отделения водной фазы. Снова встряхивали 5 минут и затем через 20 минут отбирали полученные экстракты и фотометрировали их при различных длинах волн ультрафиолетового диапазона. При этом гептановая фаза сосредотачивает большую часть нейтральных липидов (в основном триглицеридов), в то время как изопропаноловая фаза содержит полярные или структурные липиды (в основном фосфолипиды). Оценку содержания первичных продуктов липидной пероксидации проводили по отношению оптической плотности экстрактов, измеренных при 232 и 220 нм и характеризовали величиной Егзг/Егго- Содержание вторичных продуктов ПОЛ характеризовали аналогичной величиной Е278/Е220.
Отдельно, в изопропанольной фазе экстракта оценивали интенсивность индуцированного ПОЛ (окисляемость липидов) по Львовской Е.И. [67]. Для этого к изопропанольным экстрактам сыворотки крови, слюны и конденсата выдыхаемого воздуха добавляли индуцирующую ПОЛ смесь (0,5 мМ аскорбиновой кислоты и 50 мкМ сульфата железа). После чего через 10 минут, когда наблюдалось наибольшее изменение содержания молекулярных продуктов липопероксидации, проводили их спектрофотометрическое определение. Окисляемость липидных экстрактов оценивали по соотношению величин оптических плотностей Е232/Е220, определяемых до и после внесения инициирующей ПОЛ смеси и выражали в процентах по отношению к исходному уровню.
Антиокислительную активность сыворотки крови, слюны и конденсата выдыхаемого воздуха оценивали по Львовской Е.И. [67]. Для этих целей использовали объединённый гомогенат мозга, полученного от 5-6 крыс. Липиды, содержащиеся в данном гомогенате, служили субстратом для переокисления. К 1,79 мл изотонического натрий-фосфатного буфера (рН=7,4), который являлся средой инкубации, добавляли 0,2 мл гомогената мозга и 0,01 мл исследуемой биологической жидкости. Пробы инкубировали в течение 1 часа в термостате (37) при свободном доступе воздуха. Параллельно оценивали окисляемость используемого гомогената в отсутствие исследуемой биологической жидкости.
АОА рассчитывали по степени подавления липопероксидации в гомогенате мозга in vitro в присутствии биологической жидкости и выражали в процентах от накопления ТБК-реактивных веществ (в частности, малонового диальдегида - одного из продуктов ПОЛ) в переокисляющемся субстрате, инкубированном без добавления исследуемой биологической жидкости. ТБК-тест проводили в модификации [26].
АОА рассчитывали по формуле: (1 - Ео/Ек) 100%, где Е0 - значение оптической плотности (при 532 нм) пробы, переокисленной в присутствии исследуемой жидкости. Ек - соответствующая экстинкция пробы без исследуемой жидкости (вместо неё в контрольные пробы вносили эквиобъёмное количество физиологического раствора).
Содержание молочной кислоты в сыворотке крови, слюне и конденсате выдыхаемого воздуха определяли энзиматическим колориметрическим методом, используя готовые наборы реактивов "Lactic acid "E-D"" фирмы "OLVEX DIAGNOSTICUM" (Россия). Реакционная смесь содержала трис-п-хлорфеноловый буфер (рН=7,5), 4-аминоантипирин, лактатоксидазу, пероксидазу и исследуемую биологическую жидкость (в соотношении к общему объёму реакционой смеси 1:100). Реакционную смесь инкубировали 5 минут при 20-25С и фотометрировали на спектрофотометре СФ-46 при 505 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см против "холостой" пробы. Расчёт содержания лактата вели по величине экстинкции эталонного раствора молочной кислоты, обрабатываемого так же. Концентрацию лактата выражали в ммоль/л.
Активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в сыворотке крови и слюне определяли оптимизированным кинетическим методом, используя готовые наборы реактивов "LDH "E-D"" фирмы "OLVEX DIAGNOSTICUM" (Россия). Реакционная смесь содержала исследуемую биологическую жидкость и рабочий реагент (пируват, НАД восстановленный и фосфатный буфер) в соотношении 1:50. Пробы фотометрировали на спектрофотометре СФ-46 при 340 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см против воздуха. После введения анализируемой жидкости в рабочий реагент через 1 минуту начинали считывать изменения экстинкций с интервалом 1 минута в течение 3 минут. Рассчитывали активность ЛДГ, умножая среднее изменение экстинкций за 1 минуту на приведённый в наборе коэффициент. Результат выражали в условных единицах активности на 1 л исследуемой жидкости (U/л).
Активность аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартат-аминотрансферазы (ACT) в сыворотке крови и слюне определяли методом Райтмана-Френкеля, используя готовые наборы реактивов "ALT-11"FL"" и "AST-11"FL"" фирмы "OLVEX DIAGNOSTICUM" (Россия). Реакционная смесь содержала 0,1 мл исследуемой биологической жидкости и 0,5 мл субстратно-буферного раствора. Кроме фосфатного буфера (рН=7,4) субстратная смесь содержала а-кетоглутаровую кислоту и 0,Ь-аланин (при определении активности АЛТ) или L-аспарагиновую кислоту (при определении активности ACT). После инкубации при 37С в течение 30 минут к реакционной смеси добавляли 0,5 мл 1 мМ раствора 2,4-динитро-фенилгидразина. Пробы выдерживали в течение 20 минут при комнатной температуре для развития реакции образования динитрофенилгидразона пировиноградной кислоты. Затем добавляли 5 мл 0,4 М раствора едкого натра и после развития окраски пробы фотометрировали на спектрофотометре СФ-46 против "холостой" пробы при 537 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 1 см. Рассчитывали величины активности трансаминаз по калибровочному графику, построенному с использованием стандартных растворов пирувата. Результат выражали в ммоль образования пировиноградной кислоты за 1 час инкубации на 1 л исследуемой биологической жидкости (ммоль/(ч-л)).
Состояние процессов ПОЛ у спортсменов и нетренированных людей в период последействия максимальной и субмаксимальной физических нагрузок
Известно, что под влиянием регулярных спортивных тренировок активизируется ряд ферментов системы антиоксидантной защиты, что расценивается как напряжение адаптационных механизмов [157, 178, 179, 184, 190, 192, 202, 206]. Согласно материалам, представленным в таблице 3.1.5., в состоянии покоя уровень АОА сыворотки крови в группе тренированных людей в среднем на 40% выше, чем у нетренированных, а уровень АОА слюны - в среднем на 30%. По-видимому, это адаптационное фоновое повышение АОА позволило тренированным людям выполнить нагрузку субмаксимальной мощности без достоверных сдвигов в содержании изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ и в уровне АОА во всех анализируемых жидкостях, что свидетельствует о достаточно большой емкости антиоксидантной системы.
Хотя тенденция к увеличению АОА при субмаксимальной нагрузке была выявлена в обеих экспериментальных группах, у нетренированных людей данный вид нагрузки все-таки привел к нарастанию содержания изопропанолрастворимых липопероксидов в сыворотке крови, слюне и конденсате выдыхаемого воздуха (см. табл. 3.1.3. и 3.1.4.).
Максимальная физическая нагрузка вызвала более значительные изменения в уровнях АОА сыворотки крови и слюны, причем направление этих сдвигов зависело от уровня тренированности. Так, у спортсменов максимальная нагрузка вызывала повышение уровня АОА на 20% - в сыворотке крови и на 12% - в слюне, тогда как у нетренированных людей такая же нагрузка приводила к снижению уровня АОА в сыворотке крови и слюне на 21% и 15% соответственно. Таким образом, исходный уровень функциональной активности АОС определяет устойчивость организма к физической нагрузке. Изменение уровня антиокислительной активности (АОА) в сыворотке крови и слюне спортсменов и нетренированных людей под влиянием физических нагрузок различной интенсивности. Анализ выявленных изменений уровней АОА в сыворотке крови и слюне обнаружил прямую корреляцию между ними (rs= 0,89; р 0,01; п = 59). В то же время, используемый для анализа сыворотки крови и слюны метод определения уровня АОА оказался недостаточно чувствительным для измерения данного показателя в конденсате выдыхаемого воздуха, поэтому мы не использовали данную биологическую жидкость для определения АОА. В таблице 3.1.6. представлены данные об интенсивности индуцированного ПОЛ (окисляемости липидов) в сыворотке крови, слюне и конденсате выдыхаемого воздуха при физических нагрузках различной интенсивности. Изменение интенсивности индуцированного ПОЛ (окисляемость липидов) в сыворотке крови, слюне и конденсате выдыхаемого воздуха спортсменов и нетренированных людей под влиянием физических нагрузок различной интенсивности. Из данных таблицы 3.1.6., а также 3.1.3. и 3.1.4. следует, что изменение способности липидов сыворотки крови и слюны к дополнительному переокислению in vitro при физических нагрузках реципрокно изменениям содержания изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ в данных биологических жидкостях. Так, накопление данной категории липопероксидов во всех исследуемых жидкостях после физической нагрузки сопровождалось снижением окисляемости липидов, что, по-видимому, связано с уменьшением количества субстратов переокисления, часть которых уже подверглась этому процессу во время физической нагрузки. Согласно данным корреляционного анализа, между уровнем изопропанолрастворимых липопероксидов и интенсивностью индуцированного ПОЛ существует обратная связь. Так, коэффициенты корреляции между ОЛ и содержанием первичных и вторичных спирторастворимых продуктов ПОЛ в сыворотке крови составляют -0,79 и -0,82 соответственно (р 0,01; n = 59); в слюне - -0,68 и -0,75 соответственно (р 0,05; n = 59); в конденсате выдыхаемого воздуха- -0,51 и -0,62 соответственно (р 0,05; п = 59). Анализ выявленных изменений интенсивности индуцированного ПОЛ после физической нагрузки в сыворотке крови, слюне и конденсате выдыхаемого воздуха обнаружил прямую корреляцию между ними, при этом физическая нагрузка вызывала более значительные сдвиги в ОЛ в сыворотке крови и слюне. Известно, что при интенсивных физических нагрузках у животных и людей в скелетной мускулатуре наблюдаются снижение концентрации АТФ и креатинфосфата, активация гликолиза, мобилизация и истощение гликогенных депо, накопление высоких концентраций лактата в тканях и крови [114, 122, 165]. Снижение интенсивности окислительного фосфорилирования, которое составляет основу упомянутых сдвигов, может быть связано как с недостаточной мощностью систем транспорта кислорода, так и с нарушением Изменение содержания молочной кислоты в сыворотке крови, слюне и конденсате выдыхаемого воздуха спортсменов и нетренированных людей под влиянием физических нагрузок различной интенсивности. окислительно-восстановительных процессов в клетке, приводящих к снижению мощности аппарата аэробного ресинтеза АТФ [84]. Нарушение окислительно-восстановительных процессов в клетке развивается вследствие повреждения клеточных и, прежде всего, митохондриальных мембран, важнейшей причиной которого является активация ПОЛ при максимальных физических нагрузках [61].
