Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора в ЗАО, г.Москва
Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника
Изучалось влияние различных по интенсивности физических нагрузок на некоторые стороны метаболического статуса и мышечную работоспособность у животных. Исследования проводили на взрослых крысах-самцах линии Вистар и морских свинках, которые находились на общевиварном рационе. Одна группа животных в течение 25, 30 и 35 дней подвергались воздействию дозированных (умеренных) физических нагрузок в виде плавания по 10 минут 1 раз в день. Другая группа опытных крыс и морских свинок находились под воздействием экстремальных физических нагрузок в виде плавания до “отказа” в течение 25, 30, 35 и 65 дней. В конце экспериментов у всех животных определялась физическая работоспособность путем хронометража времени плавания до появления первых признаков утомления . В качестве основных показателей были использованы исследования центрального компонента монооксигеназной системы печени – цитохрома Р-450 и связанных с ним гидроксилаз - -деметилазы амидопирина (АП) и -гидроксилазы анилина (А). При этом, учитывалась тесная взаимосвязь между состоянием цитохрома Р-450 и биосинтезом холестерина (ХС), порфиринами, отдельными витаминами, а также состоянием перекисного окисления липидов (ПОЛ) в печени.
Показано, что при воздействии умеренных физических нагрузок в течение 25 и 30 дней, незначительно повышалась концентрация цитохрома Р-450, активность -деметилазы АП, -гидроксилазы А в микросомах, повышалась скорость спонтанного образования малонового диальдегида (МДА) в гомогенатах печени, без существенного изменения показателей липидного, порфиринового и витаминного обменов. У опытных крыс, подвергавшихся более длительному воздействию дозированных нагрузок (35 дней), отмечалось, наоборот, незначительное снижение уровня цитохрома Р-450 и связанных с ним гидроксилаз, более выраженное повышение скорости спонтанного образования МДА в гомогенатех печени, достоверное увеличение экскреции уропорфирина с суточной мочой, а также снижение активности транскетолазы (ТК), глутатионредуктазы (ГР) и тенденция к снижению концентрации аспартатаминотрансферазы (АСТ) в гемолизатах эритроцитов. На фоне выявленных биохимических изменений, время плавания до “отказа” у опытных крыс всех трех групп было в несколько раз выше, чем у животных контрольной группы.
У опытных крыс, подвергавшихся воздействию экстремальных физических нагрузок в течение 25, 30, 35 и 65 дней, отмечалось более выраженное снижение концентрации цитохрома Р-450 как в гомогенатах, так и микросомах, активности -деметилазы АП и -гидроксилазы А в микросомах печени, а также увеличение скорости спонтанного образования МДА в гомогенатах печени. Достоверное ингибирование цитохрома Р-450 в печени сопровождалось перераспределением липидных фракций в сторону повышения их атерогенности, что подтверждается достоверным повышением ИА. Отмечалось также значительное увеличение экскреции копро- (на 94,4%, Р 0,001) и уропорфирина (на 42,6%, Р 0,001) с суточной мочой и снижение активности ТК, ГР и АСТ в гемолизатах эритроцитов. У опытных животных всех групп, изучаемые величины ТДФ-, ФАД- и ПАЛФ-эффектов были высокими и свидетельствовали о возникновении в организме дефицита витаминов В1, В2 и В6. При этом, биохимические показатели были более выраженными у опытных животных, подвергавшихся длительному воздействию экстремальных мышечных нагрузок.
У морских свинок, подвергавшихся ежедневным интенсивным мышечным нагрузкам в течение 25 дней, незначительное снижение уровня цитохрома Р-450 в гомогенатах печени сопровождалось 2-кратным повышением концентрации ХС, связанного с липопротеидами низкой плотности (ЛПНП) в сыворотке крови. Отсутствие влияния интенсивных мышечных нагрузок на содержание ХС, связанного с липопротеидами высокой- (ЛПВП) и очень низкой плотности (ЛПОНП), а также выраженное увеличение в сыворотке крови опытных животных ХС, связанного с ЛПНП, нашли свое отражение при определении ИА, который у морских свинок опытной группы был на 65,7% выше (Р 0,001), чем у животных, не подвергавшихся воздействию физических нагрузок. Изменения липидного обмена у морских свинок, на фоне воздействия мышечных нагрузок, сопровождались значительным снижением общей и восстановленной (ВАК) аскорбиновой кислоты (АК) в печени (соответственно на 25,0, Р 0,05 и 47,7%, Р 0,001), общей, ВАК и дегидроаскорбиновой кислоты (ДАК) в надпочечниках (соответственно, на 34,1, 35,4 и 29,8%, Р 0,05). При этом, экскреция витамина С с суточной мочой животных, подвергавшихся воздействию интенсивных мышечных нагрузок, по сравнению с контролем, была на 35,5% ниже (Р 0,05), что может свидетельствовать не только о повышенном расходе, но и о повышенной потребности организма в АК. В дальнейших исследованиях был увеличен период воздействия интенсивных физических нагрузок на организм морских свинок до 35 дней. Значительное снижение концентрации цитохрома Р-450 в гомогенатах сопровождалось перераспределением форм АК в печени. Выявлено выраженное снижение общей и ВАК, за счет почти 2-кратного увеличения концентрации ДАК, что нашло свое подтверждение в значительном повышении показателя, отражающего процент ДАК к общей АК, который повысился на 231,2% (Р 0,001). При этом, экскреция АК с суточной мочой опытных животных понизилась более, чем в 2 раза (Р 0,001). Полученные результаты свидетельствуют о резком нарушении метаболизма АК в организме морских свинок при длительном воздействии интенсивных мышечных нагрузок. Следует отметить, что наряду со снижением общей и ВАК, возросла в печени концентрация ДАК. Это может свидетельствовать об усилении процессов окисления АК при воздействии интенсивных физических нагрузок, что, по-видимому, является одной из причин развития дефицита витамина С у морских свинок. Наряду с нарушением метаболизма АК, интенсивные мышечные нагрузки вызывали значительное снижение в гемолизатах эритроцитов активности витаминозависящих ферментов – транскетолазы, глутатионредуктазы и аспартатаминотрансферазы, что вызвало достоверное увеличение величин ТДФ-, ФАД- и ПАЛФ-эффектов, свидетельствующих о возникновении в организме опытных животных дефицита тиамина, рибофлавина и пиридоксина.
Выраженные нарушения метаболического статуса сопровождались значительным снижением прироста показателей мышечной работоспособности как у опытных крыс (с 328,7 – при 25-дневном до 17,8% - при 65-дневном плавании до “отказа”), так и у морских свинок ( с 272,9 – при 25-дневном до 38,4% - при 35-дневном воздействии интенсивных физических нагрузок).