влияние лигфола на энергетическое обеспечение мышечной

ВЛИЯНИЕ ЛИГФОЛА НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЫШЕЧНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ У ЛОШАДЕЙ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
Концевая С.Ю. Московская государственная академия ветеринарной медицины и
биотехнологии им. К.И.Скрябина,
Дерхо М.А., Мансурова Л.Р. Уральская государственная академия ветеринарной
медицины.
Современные условия испытания спортивных лошадей требуют достижения
высокого уровня тренированности лошадей и длительного сохранения их
работоспособности (спортивной формы) В коннозаводческой практике это явление с
давних лет называется порядком лошади и оно определяет состояние наилучшей
готовности к проявлению высокой работоспособности. В медико-спортивной практике
установлено, что продолжительность среднего срока сохранения спортивной формы около
двух-трёх месяцев, в частности, при волнообразном изменении характера нагрузок, этот
срок можно продлить до четырёх-пяти месяцев. Следовательно, спортивная форма –
состояние устойчивое, но не постоянное.
Изучение физиологических и биохимических основ высокого уровня
работоспособности и условий сохранения спортивной формы лошадей в течение
длительного времени позволит совершенствовать системы тренировки и вместе с тем даст
возможность более правильно планировать их подготовку. Основной физиологической
оценкой уровня тренированности служит оксигенация венозной крови, количество
эритроцитов и гемоглобина. Кислород необходим для снабжения сокращающихся мышц
энергией. Основные химические реакции энергетических процессов протекают в
митохондриях клеток, куда и поступает кислород (клеточное или тканевое дыхание). Оно
представляет собой совокупность реакций, с помощью которых организм использует
энергию связей органических молекул для синтеза макроэргических соединений типа
АТР. Молекулярной основой этих процессов является ступенчатое окисление углерода
органических молекул до СО2 и перенос водорода (протоны плюс электроны) к кислороду
с образованием молекул воды. Трансформация химической энергии в механическую
энергию движения обеспечивается сократительной системой мышечных клеток, а
непосредственно сократительным белковым материалом – актином и миозином. Энергия
для обеспечения работы сложной белковой структуры - актомиозин поступает в виде
АТР. Запас (резерв) энергии в мышечной ткани ограничен, он находится в тех небольших
количествах АТР и креатинфосфата, которые есть в мышце. Этого запаса хватает на 10-20
с. Анаэробное расщепление гликогена достигает максимума через 40-50 с непрерывной
работы мышц, а через 60-70 с уже доминируют аэробные процессы, благодаря
увеличению транспорта кислорода в работающую мышцу.
Поэтому, целью наших исследований явилось изучение влияния внутримышечного
введения в организм лошадей породы «Русская рысистая» препарата Лигфола на уровень
депонируемой в мышце энергии в виде креатинфосфата, необходимого для выполнения
интенсивных физических нагрузок, в условиях Крайнего Севера.
В опыте использованы лошади, принадлежащие конно-спортивной школе
«Эскадрон», г. Советский, Ханты-Мансийского края. Было сформировано 2 группы
животных (первая – опытная, вторая - контрольная) по 10 голов в каждой, состоящие из
кобыл в возрасте 3-х лет. Опыт проведен в летнее время, способ содержания
индивидуальный, в летних денниках. Материалом исследований служила кровь, которую
брали из яремной вены животных в состоянии покоя, после тренировочной нагрузки на
дорожке рысью в течение 30 минут и через сутки после тренинга. В крови определяли
уровень креатина, активность фермента креатинфосфокиназы (КФК). Лошадям первой
опытной группы однократно внутримышечно вводили препарат Лигфол в дозе 5мл мг на
особь за три дня до физической нагрузки. Результаты исследований приведены в таблице
1.
Основной функцией мышц является осуществление двигательного акта, т.е.
сокращение и расслабление. При сокращении мышц осуществляется работа, связанная с
превращением химической энергии в механическую. Непосредственно с работающим
механизмом мышечного волокна связан процесс распада АТР с образованием АDР и
неорганического фосфата. Каким же образом мышечная клетка обеспечивает свой
сократительный аппарат достаточным количеством энергии в виде АТР?
КФК,
мккат/л
0,10±0,03
0,14±0,06*
0,21±0,08*
Креатин,
ммоль/л
В покое
После тренинга
Через сутки после тренинга
КФК,
мккат/л
Креатин,
ммоль/л
1.Биохимические параметры крови лошадей, n = 10, (X ± sx, * - P < 0,05)
Контрольная группа
Опытная группа
2,74±0,15
10,33±0,26*
12,02±0,19*
0,15±0,08*
0,22±0,04
0,19±0,34
3,21±0,13
11,33±0,26*
8,23±0,11*
Прежде всего ресинтез АТР обеспечивается трансфосфорилированием АDР с
креатинфосфатом. Данная реакция катализируется ферментом креатинфосфокиназой:
Креатинфосфокиназа
Креатинфосфат + АDР
креатин + АТР
Следовательно,
по
концентрации
креатина
и
активности
фермента
креатинфосфокиназы можно судить о скорости ресинтеза АТР и уровне, депонируемой в
мышцах энергии. При этом необходимо иметь в виду, что креатинкиназный путь
ресинтеза АТР является чрезвычайно быстрым и максимально эффективным (за счёт
каждой молекулы креатинфосфата образуется молекула АТР).
Физиологические запасы креатинфосфата в мышце невелики, а доступность его
энергии имеет ценность для работающей мышцы только в том случае, если расход его
постоянно возмещается синтезом АТР в процессе метаболизма.
Мы установили, что на фоне введения лошадям опытной группы однократно
Лигфола в покое возрастает достоверно концентрация креатина и активность
креатинфосфокиназы. Значит, в мышечных клетках увеличивается запас креатинфосфата,
который выполняет следующую роль:
- депо легкомобилизируемых макроэргических фосфатных групп;
- транспортной формы макроэргических фосфатных связей, образующихся в
процессе тканевого дыхания и связанного с ним окислительного фосфорилирования.
Перенос энергии из митохондрий в цитоплазму мышечной клетки протекает по
следующей схеме (В.А. Сакс, 1975): АТР, синтезированная в матриксе митохондрий,
переносится через внутреннюю мембрану с участием специфической АТР-АDРтранслоказы на активный центр митохондриального изофермента креатинкиназы,
который расположен на внешней стороне внутренней мембраны; в межмембранном
пространстве (в присутствии ионов магния) при наличии в среде креатина образуется
равновесный тройной ферментсубстратный комплекс креатин-креатинкиназа–АТР-Mg2+,
который затем распадается с образованием креатинфосфата и АDР-Mg2+. Креатинфосфат
диффундирует в цитоплазму, где используется в миофибриллярной креатинкиназной
реакции рефосфорилирования АDР, образовавшегося при сокращении.
Следовательно, Лигфол, увеличивая в мышце запас креатинфосфата, позволяет
работающей мышце более длительное время обеспечивать свои энергозатраты за счёт
креатинкиназной реакции, то есть мышечные клетки могут выполнять кратковременные
интенсивные физические нагрузки или работу умеренной интенсивности и покрывать
свои энергозатраты за счёт креатинфосфата. Этому способствует способность Лигфола к
пролонгированному действию при однократном внутримышечном введении, что
обусловлено длительным нахождением молекул гуминовых веществ в мышечной ткани и,
соответственно, их постепенным поступлением в кровоток.
При больших нагрузках (после тренинга), когда возможность снабжения
кислородом отстает от потребности в нём, мышца вынуждена использовать
гликолитический путь снабжения энергией. При интенсивной мышечной работе скорость
расщепления гликогена или глюкозы с образованием молочной кислоты увеличивается в
сотни раз. Соответственно увеличивается содержание молочной кислоты в мышечной
ткани. Последняя, с током крови, в значительном количестве поступает в печень, где
ресинтезируется в глюкозу и гликоген, за счёт энергии окислительных процессов.
Перечисленные механизмы ресинтеза АТР при мышечной деятельности включаются в
строго определенной последовательности. Первым является креатинкиназный механизм.
Поэтому сразу после тренинга резко возрастает уровень креатина и активность
креатинфосфокиназы в крови. Причём на фоне введения Лигфола степень повышения
исследуемых показателей выше, чем в контроле, что связано с большим запасом в
мышцах креатинфосфата.
Только примерно через 10-20 с максимально интенсивной работы начинается
усиление гликолиза. Ранее нами установлено, что при использовании Лигфола
концентрация молочной кислоты в крови лошадей после тренинга меньше, чем у
животных контрольной группы. Это тоже свидетельствует о том, что креатинкиназная
реакция в организме опытных животных протекает более длительный период времени за
счёт большего резерва креатинфосфата, что снижает интенсивность реакций гликолиза
или уменьшает продолжительность отрезка времени, за который достигается
максимальная скорость протекания анаэробных энергообеспечивающих реакций.
Через сутки после тренинга в крови животных контрольной группы уровень
исследуемых показателей продолжает возрастать и достоверно отличается от
соответствующих величин в покое. Следовательно, в восстановительный период после
тяжёлой физической нагрузки, интенсивность креатинкиназной реакции не ослабевает, а
даже усиливается. Это связано с активацией реакций тканевого дыхания в условиях
повышенного обеспечения организма лошадей кислородом, так как он требуется не
только для аэробного фосфорилирования, но и для частичного окисления избыточного
количества молочной кислоты. Это сопровождается образованием избыточного
количества макроэргических фосфатных связей, которые частично используются для
ресинтеза АТР через креатинфосфат.
В крови животных опытной группы увеличение уровня исследуемых показателей
нами не установлено. Хотя концентрация креатина и активность КФК достоверно
отличается от соответствующих величин в покое, но они через сутки после тренинга
имеют тенденцию к уменьшению. Известно, что двигательная гипоксия (кислородная
недостаточность), развивающаяся при напряженной мышечной деятельности, в результате
которой организм не способен полностью обеспечить кислородом участвующие и не
участвующие в этой деятельности тканевые структуры, является величиной непостоянной.
Значит, введение Лигфола изменяет степень двигательной гипоксии и дает возможность
управления этим процессом. Это позволяет использовать Лигфол как раздражитель,
стимулирующий изменения в организме, ведущие к расширению его функциональных
возможностей и повышению работоспособности животных, поддержанию их спортивной
формы за счёт обеспечения возможности более быстро адаптироваться к длительным,
тяжёлым физическим нагрузкам.