удк: 796.015.6:796.093.434–055 гендерные различия в реакции
advertisement
УДК: 796.015.6:796.093.434–055 ГЕНДЕРНЫЕ РАЗЛИЧИЯ В РЕАКЦИИ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ СПОРТСМЕНОВ ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ НА НАГРУЗКИ ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ Голубенко А.В., Богдановская Н.В., Страколист А.Н. Запорожский национальный университет Украина, г. Запорожье Введение Изучение реакции организма спортсменов на физические нагрузки в целом, и антиоксидантной системы в частности, имеют не только важное теоретическое значение для физиологии мышечной деятельности, но и существенное практическое – в связи с возможностью организации научно-обоснованной системы биохимической коррекции функционального состояния организма в условиях длительного воздействия экстремальных внешних факторов. На сегодня, большинство публикаций связанных с антиоксидантной системой, посвящены вопросам оценки эффективности практического использования в качестве антиоксидантов разнообразных биологически активных добавок, но не изучению физиологических механизмов работы прооксидантно-антиоксидантной системы и ее влияния на функциональное состояние и функциональные возможности организма во время систематического выполнения мышечной работы и особенностей перестройки этой системы на различных этапах тренировочной и соревновательной деятельности. Ранее нами было показано изменения в системе синтеза оксида азота у спортсменов разного пола в тренировочный период при адаптации к физическим нагрузкам. Несомненная актуальность и практическая значимость перечисленных вопросов стали предпосылками для проведения данного исследования. Целью данной работы было изучение гендерных различий в антиоксидантной системе у высокотренированных спортсменов высокой квалификации. В исследовании приняли участие 26 спортсменов высокой квалификации в возрасте от 20 до 25 лет, которые систематически (в течение 10-12 лет) выполняли мышечную работу высокого объема и интенсивности. В плазме крови юношей и девушек определяли биохимические показатели, которые характеризуют интенсивность обмена аргинина по двум альтернативным (неокислительному аргиназному и окислительному NO-синтазному) путям метаболизма. Интенсивность неокислительного метаболизма оценивали, определяя активность аргиназы и содержание мочевины, образующейся при работе этого фермента. Интенсивность окислительной деградации аргинина (по которой образуется оксид азота путем de novo синтеза) оценивали по активности различных изоферментов NO-синтаз – кальцийзависимой конститутивной (определялась суммарная активность eNOS + nNOs=cNOS) и кальцийнезависимой индуцибельной (iNOS) синтазы оксида азота, а также по уровню циркулирующих стабильных метаболитов оксида азота – нитрит- (NO 2-) и нитрат- (NO3-) анионов. Оценивали интенсивность неокислительной реутилизации нитрат-анионов для ресинтеза оксида азота (salvage), определяя НАДФ-зависимую нитратредуктазную активность. Интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) оценивали, определяя содержание диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА). Все указанные показатели (в расчете на 1 мг общего белка плазмы) определяли в плазме крови согласно описанных ранее методов [1, 4]. Рассчитывали относительные изменения (D, %) исследованных биохимических показателей относительно определенного периода или контроля по следующей формуле D = 100 × (Xi - Xn) / Xn. Динамику работы антиоксидантной системы определяли в плазме крови тренированных юношей и девушек по биохимическим показателям на протяжении всего соревновательного периода (СП): в начале, в середине и в конце. При этом, физические нагрузки выполнялись как в тренировочном бесстрессовом режиме, так и в дополнительных стрессовых условиях ответственных соревнований. Результаты и обсуждение Предыдущими нашими исследованиями было показано, что на этапе интенсивных физических нагрузок, не обремененных психоэмоциональным стрессом, основная роль в обеспечении организма оксидом азота у адаптированных спортсменов (как юношей, так и девушек) принадлежит в основном конститутивному de novo синтезу и, в меньшей степени, ресинтезу NO при участии нитратредуктазы при одновременной очень высокой активности неокислительного аргиназного метаболизма L-аргинина. С точки зрения практического использования результатов, несомненно значимым для нас было выявление гендерных особенностей взаимосвязи между различным уровнем функциональной подготовки высокопрофессиональных спортсменов (РWC 170 и МПК) и уровнем биосинтеза оксида азота различными путями (de novo и salvage). Представленные результаты обследования высокотренированных спортсменов разного пола в начале соревновательного периода, который характеризуется наиболее высоким уровнем физической подготовленности организма, свидетельствуют о том, что в группе юношей регистрировались достоверно более высокие, чем у девушек, величины функциональных параметров РWC170 (больше на 34,12%) и МПК (больше на 18,59%). В начале соревновательного периода активность нитратредуктазы в группе девушек была достоверно выше (на 25,02%), чем у юношей. Наоборот, среди юношей регистрировались более высокие значения активностей как конститутивного (на 21,82%), так и индуцибельного (на 44,53%) путей de novo синтеза NO. В середине соревновательного периода, который характеризуется мощным внешним воздействием на организм в виде соединенных тренировочных, соревновательных нагрузок и психологическим стрессом, мы наблюдали снижение функциональной подготовленности спортсменов (снижение величин общей физической работоспособности и максимального потребления кислорода у юношей, соответственно на 12,09% и 10,36%, и у девушек, соответственно на 17,93% и 13,25%, при достоверно более высоких значениях данных показателей в группе юношей). Определенные половые различия были зафиксированы также относительно состояния системы синтеза оксида азота и антиоксидантной системы. В середине СП, независимо от пола, доминирующая роль в синтезе оксида азота принадлежала неокислительному пути ресинтеза NO из его стабильных метаболитов при сохранении важной роли окислительного конститутивного de novo синтеза. В то же время, в середине СП для спортсменов была характерна достоверно более высокая, чем для спортсменок с более низкими значениями физиологических параметров адаптации и тренировки, активность конститутивной NO-синтазы (на 26,98%), и, наоборот, достоверно меньшие значения активности нитратредуктазы (на 31,78%) и концентраций нитрат-аниона (на 42,18%) и мочевины (на 25,71%) в плазме крови. Учитывая тот факт, что нитрат является маркером образование пероксинитрита при взаимодействии супероксида и оксида азота и высокие уровни функционирует синтеза более последнего, мощная можно предположить, антиоксидантная система, что чем у у спортсменов спортсменок. Подтверждением этого является параллельное снижение содержания ДК и МДА в плазме крови юношей (на 14,24% и 12,32% соответственно) и девушек (6,09% и 4,68% соответственно), которое наблюдалось в середине соревновательного периода. Принимая во внимание то, что содержание данных метаболитов характеризует интенсивность перекисного окисления липидов, более выраженное снижение пулов изученных показателей у юношей, по сравнению с девушками, свидетельствуют о более налаженных механизмах антиоксидантной защиты спортсменов. Как было отмечено в предыдущих публикациях, в конце соревновательного периода, который характеризуется интенсивным нарастанием признаков естественного утомления и соответствующим существенным снижением физической работоспособности организма и уровня адаптации, доминирующая роль в синтезе оксида азота принадлежит уже конститутивному окислительному синтезу оксида азота при сохранении определенной роли его неокислительного ресинтеза. На данном этапе дезадаптации у спортсменов (как юношей, так и девушек) имело место одновременно со снижением их физической работоспособности и аэробной производительности еще и заметные изменения в синтезе оксида азота и антиоксидантной системе. Так для девушек с низкими уровнями физиологических показателей регистрировались большие, чем среди юношей, пулы нитрат-аниона, а, следовательно, и пулы его предшественника пероксинитрита (на 62,99%) и активности нитратредуктазы (на 37,92%) в плазме крови. Для спортсменок в этот период была характерна более высокая интенсивность неокислительного ресинтеза оксида азота в сравнении с его окислительным синтезом с участием различных изоформ NO-синтаз. Содержание первичных и поздних продуктов ПОЛ также претерпело изменений, которые выражены в увеличении у девушек пула диеновых конъюгатов на 10,62% и малонового диальдегида на 12,68%. В конце соревновательного периода юноши с высокими физиологическими показателями имели преимущество в активности как индуцибельного синтеза оксида азота (27,57%), так и его конститутивного синтеза (на 21,27%). Вместе с тем, достоверного изменения содержания продуктов ПОЛ не было зафиксировано, отметим лишь незначительное увеличение пулов ДК на 6,81% и МДА на 7,12%. Таким образом, результаты проведенного исследования позволили констатировать наличие определенных половых различий в системе синтеза оксида азота и антиоксидантной системе в зависимости от стадии адаптации организма тренированных лиц к физическим и психологическим нагрузкам. Выводы Полученные в ходе нашего исследования экспериментальные материалы позволили констатировать объективное существование определенных половых различий в системе синтеза оксида азота и антиоксидантной системе в зависимости от стадии адаптации организма тренированных лиц к физическим и психологическим нагрузкам. Нами было установлено, что в процессе роста действия этих экстремальных внешних воздействий у тренированных девушек отмечается более высокая интенсивность восстановительного ресинтеза оксида азота и его стабильных метаболитов, тогда как среди тренированных юношей – более высокий уровень активности окислительного de novo синтеза NO различными изоформами NO-синтаз (как конститутивною, так и индуцибельной). Отметим также большую интенсивность протекания процессов перекисного окисления липидов, выраженное в достоверном увеличении его продуктов у спортсменок в ответ на систематические физические тренировки, что было особо выражено в конце соревновательного периода. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Базілюк О.В. Вікові особливості змін системи оксиду азоту в аорті та плазмі за умов адаптації до фізичних навантажень / О.В. Базілюк, А.В Коцюруба., Л.Г. Степаненко // Фізіол. журн. – 2010. – т. 56, № 1. – С. 3-12. 2. Богдановська Н.В. Застосування антиоксидантів при виконанні навантажень високої інтенсивності / Н.В. Богдановська, А.В. Голубенко // Science and Education a New Dimension. Natural and Technical Sciences, II (3), Issue: 21, 2014. – Р. 34-37 3. Bogdanovskaya N.V. Role of the system of synthesis of nitrogen oxide in providing of long duration adaptation of organism to muscular work / N.V. Bogdanovskaya, N.V. Malikov // J. Physiol. Sci. – Кіото, 2009. – P. 442. 4. Defron D.T. Role of nitric oxide in wound healing / D.T. Defron, D. Most, A. Barbul // Curr Opin Clin Nutr Metab Care. – 2000. – 3, № 3. – P. 197-204. 5. Diwan A.D. Nitric oxide modulates fracture healing / A.D. Diwan, M.X. Wang, D. Jang // J. Bone Miner Res. – 2000. – 15, № 2. – P. 342-351.
