WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ К ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ И ГИПОДИНАМИИ ...»

-- [ Страница 1 ] --

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"КИРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ"

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

На правах рукописи

ЕЛИКОВ Антон Вячеславович

МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ К ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ И ГИПОДИНАМИИ

03.01.04 - Биохимия Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор ЦАПОК Петр Иванович Киров – 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. 18

1.1 Метаболическая адаптация к мышечной деятельности………...............18

1.2 Метаболическая адаптация к гиподинамии, иммобилизационному стрессу и травме………………………………...………………..…................37

1.3 Роль оксидантного стресса в патогенезе метаболических нарушений и их коррекция антиоксидантами………………………...…….………………...55

ГЛАВА II. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. 69

2.1 Объект и клинико-лабораторные методы исследования……...………...69 2.1.1 Объект и методика исследования влияния дозированной физической нагрузки……………………………………………………………………..............69 2.1.2 Объект и методика исследования адаптации к регулярной мышечной деятельности……………...……..………………………………………….............73 2.1.3 Объект и методика исследования при напряженной мышечной деятельности………………………………………………………………..............73 2.1.4 Объект и методика исследования гиподинамии и эффективности применения аскорбиновой кислоты и -токоферола……………....……



2.1.5 Объект и методика исследования больных с переломом костей голени и бедра…………………………………………………………………….....…..........74

2.2 Методы биохимических исследований 75 2.2.1 Методы исследования метаболизма белков……………………...…...........75 2.2.2 Методы изучения углеводного обмена…………………………..................76 2.2.3 Методы исследования обмена липидов………

2.2.4 Методы исследования пуринового обмена……

2.2.5 Методы изучения процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты организма………

2.2.6 Методы определения активности ферментов……

2.3 Методы ст

–  –  –

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности Мышечная деятельность является такой универсальной формой деятельности, без которой невозможно существование человека. Длительное ограничение двигательной активности – гиподинамия - является фактором, существенно осложняющим течение основного патологического процесса, сопровождается стрессовой реакцией и соответствующими сдвигами метаболизма. Нередко это приводит к поломке компенсаторноприспособительных механизмов и развитию комплекса патологических проявлений [20; 62; 122; 144; 147; 160; 193; 269; 287; 408]. В настоящее время, достаточно активно ведутся исследования в области изучения гиподинамических состояний и иммобилизационного стресса [115; 196; 301; 311]. В основном эти работы касаются неоднократных воздействий кратковременного иммобилизационного стресса. Установлено, что при данных состояниях значительно активируются процессы липопероксидации (ЛПО) на фоне снижения показателей, характеризующих систему антиоксидантной защиты (АОЗ).





Работы, касающиеся метаболических изменений при постоянном воздействии гиподинамического состояния, которые моделируют реальную клиническую ситуацию при ведении, в первую очередь, травматологических больных, немногочисленны. Не установлены биохимические критерии, позволяющие объективно оценить вклад ограничения двигательной активности на течение основного патологического процесса.

Рядом работ показано оптимизирующее влияние умеренной мышечной деятельности на функционирование органов и систем [16; 41; 211; 224; 237; 262;

310; 537]. Данное явление лежит не только в основе тренированности; оно и нашло также широкое применение в лечебной физкультуре с целью профилактики ожирения, ишемической болезни сердца и при реабилитации травматологических больных. Метаболические параметры, характеризующие уровень тренированности и реакцию на физическую нагрузку на клеточном, органном, системном и организменном уровне стали объектом пристального внимания не только отечественных и зарубежных ученых и врачей, но и специалистов, работающих в различных видах спорта [28; 75; 82; 86; 104; 179;

Разработано достаточно много критериев, 184; 227; 318; 378; 435].

преимущественно на основе определения параметров сердечно-сосудистой системы, характеризующих этот процесс [27; 34; 90; 123; 198]. Известно, что адаптация организма к любому возмущающему воздействию, в том числе и к физической нагрузке, складывается из двух основных составляющих:

транспортной системы и метаболизма. Данные, основанные на интегральных показателях сердечно-сосудистой системы и их расчетные показатели, характеризующие вегетативное и системное гемодинамическое обеспечение, являются важными критериями для оценки исходного функционального состояния испытуемых, а также определения типа и направленности адаптационного процесса. К их достоинствам можно отнести также легкость определения и относительную простоту расчета данных показателей. В то же время, являясь внешним проявлением адаптационного процесса, они не дают полной картины глубинных изменений в организме под действием того или иного возмущающего фактора. Вместе с тем, основной практической и теоретической задачей медицины и биологии является не только диагностика функционального состояния обследуемых, для определения которого предложено достаточно много методик, а поиск новых путей коррекции функционального состояния в сторону его улучшения. Совершенно очевидно, что качественное решение данной задачи без анализа биохимических показателей испытуемых, включая определение уровня основных интермедиатов и активности ключевых ферментов белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов, а также продуктов ЛПО и состояния АОЗ невозможно [63; 68; 93; 103; 150; 175; 266; 268; 272]. В связи с этим встает необходимость комплексного параллельного изучения основных метаболических параметров.

Острое физическое перенапряжение нередко является фактором, вызывающим болезнь. Это необходимо учитывать в построении соревновательного и тренировочного процесса, а также некоторых видов трудовой деятельности, связанной со значительными физическими нагрузками и, как следствие, развитием острого физического перенапряжения [4; 61; 188; 265;

309; 429; 467]. Особенно это актуально для спорта высоких достижений. Развитие вышеуказанных процессов касается не только скелетных мышц, сердечнососудистой системы, но и других органов. В первую очередь эти изменения проявляются особенностями протекания реакций различных видов обмена веществ – белкового, липидного, углеводного, пуринового, а также процессов ЛПО и АОЗ. Анализ доступной литературы показывает немногочисленность работ посвященных изучению метаболических процессов в зависимости от уровня двигательной активности. В основном они носят фрагментарный характер и косвенную оценку результата. Комплексные биохимические исследования, включая определение вклада каждого вида обмена веществ в обеспечение функционального состояния в полном объеме не проводились, что и явилось побудительным мотивом для выполнения данной работы.

Цель исследования Целью настоящей работы было провести комплексные биохимические исследования и выявить особенности протекания метаболических процессов при адаптации к различному уровню двигательной активности. Установить роль процессов липопероксидации и системы антиоксидантной защиты в формировании метаболических сдвигов, связанных с изменением и характером двигательной активности.

Задачи исследования

1. Выявить индивидуально-типологические особенности обмена веществ на дозированную физическую нагрузку у лиц с различным уровнем повседневной двигательной активности.

2. Выявить метаболические сдвиги, сопровождающие процесс адаптации к мышечной деятельности, тренированности и гиподинамии.

3. В эксперименте на животных провести комплексное биохимическое исследование состояния гиподинамии и острого физического перенапряжения.

4. Установить метаболические изменения, сопровождающие развитие дистресссиндрома при гиподинамии и остром физическом перенапряжении.

5. Оценить вклад различных видов обмена веществ, процессов ЛПО и системы АОЗ в формирование индивидуально-типологических особенностей у лиц с различным уровнем двигательной активности.

6. В эксперименте на животных выявить эффективность влияния природных антиоксидатнтов (аскорбиновой кислоты и -токоферола) на метаболические сдвиги при длительном ограничении двигательной активности.

7. Предложить биохимические критерии оценки функционального состояния лиц с различным уровнем двигательной активности.

Методология и методы исследования

Работа выполнена в 2001-2012 гг. на кафедре химии в соответтвенно с планами НИР ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России.

Для решения поставленных задач автором проведено комплексное исследование с применением современных клинико-лабораторных, биохимических и статистических методов.

Степень достоверности, апробация результатов, личное участие автора Достоверность полученных результатов обусловлена достаточным объемом исследования, четкой постановкой эксперимента и сформулированными критериями включения в исследование, подборки группы сравнения и сопоставления полученных результатов, применением статистического анализа.

Результаты работы были представлены в материалах научной сессии Пермской государственной медицинской академии (Пермь, 2001), VII итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежь и медицинская наука в ХХI веке», (Киров, 2001), научной сессии Кировского филиала РАЕ и Кировского областного отделения РАЕН (Киров, 2001), 66-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых (Уфа, 2001), VIII итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежь и медицинская наука в ХХI веке», (Киров, 2003), научнопрактической конференции биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири «Биохимия: от внедрения исследования молекулярных механизмов – до внедрения в производство» (Оренбург, 2003), III конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2004), научной сессии Кировского филиала РАЕ и Кировского областного отделения РАЕН (Киров, 2004), II симпозиуме с международным участием «Проблема адаптации к экологическим и социальным условиям Севера» (Сыктывкар, 2004), Всероссийской конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы: экологические и клинические аспекты (Новосибирск, 2004), Всероссийской научно-методической конференции (Москва, 2004), межрегиональной научно-пр. конф., посвященной 60-летию Победы в Великой Отечественной войне и 55-летию факультета физической культуры ВГГУ (Киров, 2004), VIII конгресса с международным участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении» (Турция, 2005), конгрессе Всероссийского форума «Здоровье нации – основа процветания России» (Москва, 2005), IХ итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежь и медицинская наука в ХХI веке», (Киров, 2005), VIII Всероссийском конгрессе к 75-летию Государственного учреждения НИИ питания РАМН (Москва, 2005), межрегиональной научно-практической конференции «Новая идеология в единстве фундаментальной науки и клинической медицины» (Самара, 2005), I-ой Региональной научно-практической конференции «Проблемы питания: гигиена, безопасность, регионально-ориентированный подход» (Киров, 2006), шестой международной научной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы спортивной медицинской лечебной физической культуры и курортологии»

(Москва, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Клеточные нанотехнологии в биологии и медицине» (Курган, 2007), Всероссийской научнопрактической конференции «Актуальные вопросы современной биохимии», посвященной 20-летию Кировской ГМА (Киров, 2007), III Всероссийской конференции «Медико-физиологические проблемы экологии человека»

(Ульяновск, 2009), Межрегиональных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг» (Киров, 2009, 2011), Региональной научно-практической конференции «Клиническая биохимия: единство фундаментальной науки и лабораторной диагностики»

(Ижевск, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы трансфузиологии и клинической медицины» (Киров, 2010), апробация диссертации на расширенном заседании кафедры химии ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России, протокол № 4 от 27 ноября 2012 года.

Личное участие автора состоит в непосредственном участии на всех этапах диссертационного исследования: планирование научной работы, включая формулировку рабочей гипотезы, определение методологии и общей концепции диссертационного исследования проводилось совместно с научным консультантом Цапок П.

И., зав. кафедрой химии в ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России. Цель и задачи сформулированы совместно с научным консультантом. Дизайн исследования разработан лично автором. Анализ современной отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме проведен лично автором. Отбор контингента разноадаптированных к физическим нагрузкам лиц осуществлялся совместно со старшим преподавателем кафедры физического воспитания ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России Кокушевой (Юкляевской) М.И. при консультативной помощи сотрудников ГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет» Министерства образования и науки РФ. Отбор контингента травматологических больных осуществлялся совместно с заведующим отделением неотложной помощи Кировского областного государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Кировская областная клиническая больница №3» Караваевым С.А. Экспериментальные исследования проведены лично диссертантом.

Лабораторные исследования проведены лично диссертантом. Статистическая обработка первичных данных, интерпретация и анализ полученных результатов, написание и оформление рукописи диссертации, представление результатов работы в научных публикациях и в виде докладов на конференциях осуществлялась соискателем лично.

Положения, выносимые на защиту

1. Функциональное состояние, формирующееся в процессе адаптации к объему, интенсивности, характеру и ограничению мышечной деятельности обусловлено особенностями протекания всех видов метаболизма, включая белковый, углеводный, липидный, пуриновый обмены, а также состояния процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты.

2. При адаптации к регулярной мышечной деятельности для развития состояния тренированности интенсивность процессов липопероксидации выполняет двоякую роль: у нетренированных лиц и спортсменов низкой квалификации процессы липопероксидации являются фактором, ограничивающим работоспособность и качество восстановительного периода, тогда как у высококвалифицированных спортсменов усиление процессов липопероксидации является одним из факторов поддержания долговременной адаптации к интенсивным мышечным нагрузкам, что обеспечивает состояние тренированности.

Защита от повреждающего воздействия свободнорадикальных реакций у высококвалифицированных спортсменов осуществляется комплексом механизмов, обусловленных антиоксидантными функциями липопротеинов высокой плотности, а также рядом других факторов.

3. В патогенезе метаболических изменений, возникающих при остром физическом перенапряжении, важную роль также играет резкое возрастание интенсивности свободнорадикальных реакций на фоне снижения ресурсов антиоксидантной защиты, что ведет к повреждению клеточных мембран, ферментемии и сдвигам показателей, характеризующих белковый, углеводный, липидный и пуриновый обмены. Выявленные сдвиги показателей обмена веществ можно использовать в качестве критериев интенсивности воздействия физической нагрузки на организм, а также для улучшения диагностики состояния острого физического перенапряжения.

4. Длительная гиподинамия сопровождается развитием характерной стрессовой реакции со значительным усилением интенсивности свободнорадикальных реакций и накоплением продуктов липопероксидации, что во многом обуславливает метаболические сдвиги со стороны всех видов обмена веществ, включая белковый, углеводный, липидный и пуриновый обмены.

Многие показатели, характеризующие белковый, углеводный, липидный и пуриновый обмены, а также состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты в комплексе являются надежными критериями для оценки степени и характера влияния вынужденного ограничения двигательной активности на динамику течения основного патологического процесса.

5. Применение природных витаминов-антиоксидантов С и Е в эксперименте оказывает существенное положительное влияние на сдвиги метаболизма при гиподинамии, в связи с чем они могут быть рекомендованы для более широкого применения в комплексной терапии при состояниях, связанных с вынужденным ограничением двигательной активности.

Научная новизна Автором впервые проведено комплексные исследования метаболизма и изучены основные особенности реагирования лиц, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта и различной степенью тренированности, показатели, характеризующие белковый, углеводный, липидный, пуриновый обмены, а также процессы липопероксидации и состояние антиоксидантной защиты. Впервые сдвиги этих показателей комплексно изучены в динамике не только до и непосредственно после физической нагрузки, но и в восстановительный период. Получены новые данные об активности ферментов и динамике содержания интермедиатов белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов, состояния процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты, которые имеют существенное значение для обогащения учения о развитии механизмов адаптации к характеру и интенсивности мышечной деятельности. Определены критерии для оценки состояния уровня тренированности спортсмена.

Впервые в эксперименте на животных проведено комплексное исследование биохимических механизмов, сопровождающих процесс адаптации к мышечной деятельности. Показана роль белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов в адаптации к действию умеренных регулярных мышечных нагрузок. Выявлены биохимические сдвиги непосредственно в скелетной мышце и органах - участниках функциональной системы, обеспечивающей двигательный акт.

Впервые в эксперименте на животных проведено комплексное биохимическое исследование состояния острого физического перенапряжения.

Установлены и объяснены соответствующие сдвиги белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов, состояния процессов липопероксидации и антиоксдантной защиты, не только в плазме крови и эритроцитах, но и скелетной мышце и внутренних органах – участниках функциональной системы, обеспечивающей двигательный акт. Выявленные сдвиги существенно обогащают учение о механизмах развития острого физического переутомления.

Впервые проведено комплексное биохимическое исследование лиц вынужденно подвергнутых состоянию гиподинамии – больных с переломами костей голени и бедра, которым в качестве способа лечения был выбран метод скелетного вытяжения, который значительно ограничивает повседневную двигательную активность. Изучение в плазме крови и эритроцитах основных ферментов и интермедиатов белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов, а также состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты, показало, что ведущая роль активации свободнорадикальных реакций на фоне снижения ресурсов антиоксидантной защиты ведет к формированию иммобилизационного дистресс-синдрома. Установлены биохимические критерии оценки влияния длительного ограничения двигательной активности на течение основного патологического процесса.

В эксперименте на животных впервые комплексно изучено влияние гиподинамии на белковый, углеводный, липидный и пуриновый обмены, на состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты. В плазме крови, эритроцитах, скелетной мышце и внутренних органах показана ведущая роль активации процессов липопероксидации и снижение ресурсов антиоксиданной защиты в формировании метаболических сдвигов белкового, углеводного, липидного и пуринового обменов. Определен вклад и роль каждого из изученных видов обмена веществ в возможность диагностики влияния состояния гиподинамии.

Учитывая ведущую роль активации процессов липопероксидации и снижение ресурсов антиоксидантной защиты, впервые в эксперименте на животных показана эффективность применения природных витаминовантиоксидантов для коррекции метаболических сдвигов, возникающих вследствие воздействия на организм длительного ограничения двигательной активности.

Научно обосновано их клиническое применение в качестве средств комплексной терапии у больных вынужденно находящихся в состоянии гиподинамии.

Теоретическая и практическая значимость Проведенные исследования расширяют представления об адаптации организма к воздействиям физической нагрузки от интенсивности, характера и продолжительности мышечной деятельности. Комплексное и параллельное исследование показателей белкового, углеводного, липидного, пуринового обменов, а так же состояния процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты дает возможность объяснить динамические сдвиги отдельных показателей и определить их роль в обмене веществ у лиц с различным уровнем повседневной двигательной активности.

Профессиональная спортивная подготовка требует максимальной мобилизации всех адаптационных возможностей организма и нередко граничит с поломкой компенсаторно-приспособительных механизмов. В то же время, не менее важной является необходимость обеспечить эффективный тренировочный процесс, при котором используются нагрузки максимальной и субмаксимальной интенсивности. Исходя из вышесказанного, функциональное состояние спортсмена требует объективных критериев оценки, что обеспечивается комплексным биохимическим исследованием при воздействии возмущающего фактора каковым является дозированная физическая нагрузка. Особенно широкие возможности в этом плане представляются при изучении адаптации на клеточном уровне, что в определенной мере представляется возможным при изучении биохимических показателей в эритроцитах. Другой подход, который мы использовали для решения этой проблемы, заключается в постановке эксперимента на животных. Нами, в серии опытов на белых крысах, показана достоверно высокая степень корреляции между отдельными показателями в плазме крови, эритроцитах, скелетной мышце и внутренних органах. Кроме того, в серии опытов на животных, подвергнутых максимальной физической нагрузке, определены критерии для диагностики острого физического перенапряжения, которое может наблюдаться у человека как при осуществлении как спортивной, так и трудовой деятельности.

Другая, не менее важная проблема, рассматриваемая в работе: влияние на состояние метаболизма длительного ограничения двигательной активности – гиподинамии. Комплексное биохимическое обследование травматологических больных, по нашему мнению, позволяет наиболее полно представить влияние гиподинамии на обмен веществ. Контингент обследуемых подбирался таким образом, чтобы исключить наличие соматических заболеваний на момент получения травмы и, следовательно, влияния сопутствующих заболеваний на состояние метаболизма. Поскольку гиподинамия затрагивает жизнедеятельность всего организма, в опытах на животных целесообразно рассмотреть ее влияние на биохимические процессы в скелетной мышце и внутренних органах. Полученные данные раскрывают новые аспекты изменения метаболизма, которые необходимо учитывать при ведении больных в состоянии длительного вынужденного ограничения двигательной активности. Полученные данные позволяют не только существенно расширить представления о механизмах сдвигов обмена веществ при гиподинамии, но и установить критерии оценки степени влияния ограничения двигательной активности на основной патологический процесс.

Это особенно актуально в связи с тем, что терапия многих заболеваний и состояний подразумевает большую или меньшую степень ограничения нормальной повседневной двигательной активности человека. Это особенно характерно для ведения травматологических и кардиологических больных.

В эксперименте на животных показано влияние витаминов-антиоксидантов

С и Е на обмен веществ при гиподинамии. Полученные данные позволяют:

1. Оценить роль процессов липопероксидации и состояния антиоксидантной защиты в формировании и развитии сдвигов метаболизма при гиподинамии;

2. Показать эффективность применения витаминов-антиоксидантов С и Е для коррекции метаболических нарушений при гиподинамии;

3. Научно обосновать включение витаминов-антиоксидантов С и Е в комплексную терапию больных, вынужденно подвергнутых состоянию длительного ограничения двигательной активности.

Внедрение результатов исследования в практику При выполнении настоящей работы были разработаны или модифицированы следующие методы исследования: хемилюминесцентный метод определения перекисного окисления липидов в сыворотке крови и липопротеиновых фракциях; метод изучения липидного состава липопротеинов высокой и низкой плотности; метод определения низкомолекулярных пептидов, мочевины и аскорбиновой кислоты в одной пробе; метод определения антирадикальной активности, метод определения конечных продуктов липопероксидации (оснований Шиффа). Результаты исследования и модифицированные биохимические методы изучения активности ферментов и показателей метаболизма внедрены в работу КОГБУЗ «Кировская областная клиническая больница», КОГБУЗ №3 «Кировская областная клиническая больница №3», а также применяются в учебных процессах на кафедрах химии, нормальной физиологии, патофизиологии, внутренних болезней, гистологии, цитологии и эмбриологии ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России.

Публикации Соискатель имеет 130 опубликованных работ, из которых по теме диссертации опубликовано 57 работ, общим объемом 10,00 печатных листа, в том числе 17 статей в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертации, 36 работ опубликовано в материалах конференций, 4 рационализаторских предложения. Авторский вклад 50,8 %.

Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 343 страницах машинописного текста и состоит из введения, 7-ми глав (обзор литературы, методы исследования, изучение влияния дозированной физической нагрузки на биохимические показатели плазмы крови и эритроцитов разноадаптированных лиц, изучение адаптации к регулярной мышечной деятельности, комплексная биохимическая оценка при напряженной мышечной деятельности, комплексная биохимическая оценка при гиподинамии и эффективность применения аскорбиновой кислоты и токоферола, комплексная биохимическая оценка больных с переломами костей голени и бедра), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающей 328 работ на русском языке и 229 – на иностранном.

Диссертация иллюстрирована 78 таблицами и 13 рисунками.

ГЛАВА I

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Метаболическая адаптация к мышечной деятельности.

Исследованию адаптации к физическим нагрузкам в онтогенезе посвящено множество работ [23; 81; 146; 263; 205; 252; 334; 376; 435; 448; 490; 491; 528; 544].

Двигательная активность является одним из условий совершенствования деятельности сердца у детей и подростков [2; 99]. Регулярная умеренная мышечная деятельность способствует увеличению физической работоспособности, нормализации артериального давления, липидного состава крови, функции эндотелия, улучшению профилактики и лечения сердечнососудистых заболеваний и замедлению развития атеросклероза [16; 129; 259; 279;

475].

Установлено, что в условиях недостаточной двигательной активности, характерной для жизни в большом городе и приводящих к снижению активности периферических регуляторных механизмов, ведущим фактором развития становится не функциональное созревание симпатического отдела вегетативной регуляции, а активность высших отделов регуляторных систем, включая эмоциональные и психогенные [200; 201].

Велоэргометрическое исследование позволяет выявить у юношей 17-21 года три типа энергообеспечения: анаэробный, смешанный и аэробный.

Нетренированные юноши представлены на 36% анаэробным, на 40% смешанным и на 24% аэробным типом энергопродукции. Доминирующим типом энергопродукции у легкоатлетов-спринтеров является анаэробный (100%), а у стайеров - аэробный (100%), что определяет наибольшую работоспособность спринтеров в зоне максимальной, а стайеров - в зоне умеренной и большой мощности [139].

В работе [130] выделяется 5 факторов, определяющих физическую работоспособность детей 5-6 лет: аэробная емкость, анаэробная гликолитическая работоспособность, абсолютная аэробная мощность, относительная аэробная мощность, анаэробная алактатная работоспособность. Установлены половые отличия роли данных факторов в обеспечении общей физической работоспособности [131]. Следует отметить тесную зависимость от возраста роли составляющих этих факторов в их обеспечении [125].

Выполнение мышечной работы в условиях недостаточного снабжения кислородом обеспечивается целым рядом факторов и, в частности, мощностью внутриклеточных анаэробных систем, содержанием в мышцах энергетических веществ, служащих субстратами анаэробных превращений, совершенством компенсаторных механизмов, обеспечивающих поддержание динамического постоянства внутренней среды организма в условиях выраженных изменений отдельных систем организма в анаэробных условиях мышечной деятельности.

Максимальная скорость креатинфосфокиназной реакции достигается уже на первых секундах от начала работы. Поскольку общие запасы креатинфосфата в мышцах невелики, скорость этого процесса быстро снижается [55].

Уровень анаэробной работоспособности зависит от антропометрических показателей, возраста и пола [494; 538]. При этом наибольшая величина по Вингейстскому анаэробному тесту отмечается у спортсменов с большими тотальными размерами тела. Более высокие значения Вингейстского анаэробного теста отмечаются у юных спортсменов старших возрастных групп. У спортсменов более старшего возраста (29-32 лет) абсолютные и относительные показатели этого теста ниже, чем у спортсменов младших возрастных групп (16-28 лет), что свидетельствует о снижении у них скоростных качеств. У спортсменов более младшего возраста (11-12 лет) по сравнению с мальчиками величина Вингейстского анаэробного теста примерно одинакова, а у девочек более старшего возраста (13-16 лет) по сравнению со сверстниками эти значения на 30% ниже [35].

Еще в первой половине прошлого столетия обнаружено, что при некотором уровне нагрузки концентрация лактата в крови увеличивается. Это сопровождается снижением концентрации бикарбонатных ионов и усилением дыхания. Позднее была разработана концепция «порога анаэробной нагрузки организма» и неинвазивные методы его определения связанные с повышением концентрации лактата и возникающим кислородным долгом. В настоящее время гипотеза лактатного порога подвергается резкой критике со стороны биохимиков и физиологов [343; 541]. Основной результат, поддерживающий гипотезу анаэробного порога, состоит в том, что при нарастающей интенсивности физической нагрузки существует момент, начиная с которого концентрация лактата в крови резко увеличивается, что было ранее ошибочно принято за внезапное начало продукции лактата [367]. Однако результаты с применением радиоизотопной методики в состоянии мышечного покоя показывают, что лактат образуется и в условиях достаточного поступления кислорода и продукция лактата не обязательно связана с анаэробными условиями. Это, в свою очередь, позволяет утверждать, что изменение концентрации лактата не дает информации о скорости его образования, а лишь отражает баланс между выходом лактата в кровь и его устранением из крови [236; 348; 492; 551]. Тем не менее, отстаивание гипотезы лактатного порога продолжается [389, 483], поскольку она имеет практическую ценность, позволяет оценивать работоспособность организма в изменяющихся условиях, уровень физической подготовки спортсмена и др. [248].

Установлено, что у высококвалифицированных спортсменов, тренирующих аэробные возможности, концентрация лактата в крови при максимальной аэробной нагрузке снижается с ростом тренированности и существует отрицательная корреляция между этим показателем и аэробной работоспособностью [212]. Из этого следует, что с увеличением окислительных возможностей работающей мышцы при расщеплении равного количества молекул гликогена/глюкозы больше молекул пирувата может вступать в реакции цикла Кребса и, соответственно, меньше образовываться лактата.

Известно, что во время работы, содержащийся в крови лактат потребляется печенью, сердцем, неработающими мышцами и другими органами. В работе [336] показано, что потребление лактата неработающими мышцами прямо связано с кровотоком в них. Учитывая, что при работе большой мышечной массы кровоток в работающих скелетных мышцах в несколько раз превосходит кровоток в других тканях, можно предположить, что вклад неработающих мышц в потребление лактата будет незначительным. Также показано, что при максимальной нагрузке потребление лактата печенью на порядок меньше его продукции работающими мышцами [466]. Таким образом, при работе большой мышечной массы количество лактата, вышедшего в кровь, значительно превышает его утилизацию неактивными мышцами и другими тканями, что может быть использовано как качественный маркер интенсификации гликолиза. При этом меньшая концентрация лактата в более «аэробных» мышцах спортсменов в первую очередь связывают с увеличением скорости окисления жирных кислот и снижением скорости гликолиза при стандартной нагрузке и как следствие, со снижением продукции пирувата - субстрата для образования лактата [432].

Основными биохимическими процессами, имеющими непосредственное отношение к клеточному энергообмену являются цикл трикарбоновых кислот, окисление жирных кислот, карнитиновый цикл, транспорт электронов в дыхательной цепи (с помощью I-IV ферментных комплексов) и окислительное фосфорилирование (V ферментный комплекс) [120]. Поскольку молочная и пировиноградная кислоты - ключевые метаболиты энергообеспечения, они могут быть критериями энергетического гомеостаза. Лактат служит конечным продуктом анаэробного гликолиза, а пируват необходим для тканевого обмена веществ, в результате которого углеводы, «сгорая» в цикле трикарбоновых кислот, выступают в качестве энергетического субстрата. При увеличении показателя лактат/пируват предполагается направленность энергообразования по анаэробному пути гликолиза, что происходит в условиях тканевой гипоксии.

Также известно, что в периоде любого патологического процесса активизируется анаэробный путь энергообразования [228].

Окисление жирных кислот может в значительной степени обеспечивать энергией длительную физическую нагрузку умеренной интенсивности, а при большой интенсивности существенно экономить углеводы. При этом совершенствование механизмов энергообеспечения организма при тренировках на выносливость прежде всего связана с усилением метаболизма свободных жирных кислот, степень использования которых в течении физической нагрузки зависит от многих факторов: концентрации свободных жирных кислот в плазме крови и доступности углеводов [366; 413], относительной интенсивности физической нагрузки [419; 425], степени тренированности [453].

Потребность в энергии при физической нагрузке умеренной интенсивности обеспечивается как эндогенными запасами субстратов в мышцах, так и поставками из вне. Давно показано, что первые полчаса длительной физической нагрузки внутриклеточные ТАГ у человека примерно наполовину обеспечивают общую выработку энергии. Однако по мере дальнейшей работы все больший вклад начинают вносить свободные жирные кислоты, мобилизируемые из жировой ткани [414]. Увеличение окисления экзогенных жирных кислот, работающими мышцами, при тренировке выносливости, предполагает увеличение возможности их мобилизовать [411; 532].

Главную роль в мобилизации жиров при физической нагрузке играет опосредованная -адреноблокаторами активация гормончувствительной липазы жировой ткани. При этом одним из факторов, влияющих на активность Са2+, гормончувствительной липазы, является внутриклеточный который подавляет активацию гормончувствительной липазы в адипоцитах человека через активацию фосфодиэстеразы, истощая пул цАМФ в клетке [547]. Кроме того, показано, что метаболизм адипоцитов может быть изменен кальциевой диетой. В частности, увеличение кальцитриола, продуцируемого в ответ на низкую кальциевую диету, стимулирует поток Са2+ в адипоциты человека, и тем самым увеличивает ожирение, тогда как высоко кальциевая диета значительно ингибирует липогенез, ускоряет липолиз, увеличивает термогенез и снижает прирост жира и увеличение веса у животных с идентичным потреблением калорий [553].

Увеличение тренированности к выполнению длительных физических нагрузок циклического характера, сопровождается ростом аэробной выносливости, что сопровождается, в свою очередь, усилением использования липидов в качестве источника энергии и увеличением потребления кислорода спортсменами. В частности показано, что фактором, способствующим избыточному потреблению кислорода после физической нагрузки, является увеличение окисления жиров в течение периода восстановления [526]. Так же показано, что у здоровых мужчин при выполнении 10-недельной тренировочной программы поток свободных жирных кислот в плазме крови был выше в течении физической нагрузки после тренировки на выносливость, но полное окисление жиров и липолиз в целом в организме при одинаковой абсолютной или относительной физической нагрузке не изменился [385]. Кроме того показано, что концентрация свободных жирных кислот в крови после продолжительной физической нагрузки у спортсменов, тренирующих выносливость, имеет тесную связь с изменением циркулирующего Са2+ в крови, которому принадлежит важное место среди механизмов мобилизации свободных жирных кислот, формирующихся при тренировке на выносливость. При этом концентрация свободных жирных кислот в крови после физической нагрузки у спортсменов, тренирующих выносливость, коррелирует с потреблением кислорода во время работы [174].

Биохимическая адаптация, развивающаяся в процессе повышения тренированности, проявляется и в повышении активности аэробного метаболизма, сказывающегося в увеличении способности митохондрий к окислению продуктов гликолиза при участии ЛДГ. Активность ЛДГ в условиях тренированности возрастает, причем прямо пропорционально величине предъявляемой нагрузки. При тренированности увеличивается мощность окислительного ресинтеза АТФ в мышцах за счет роста числа митохондрий, растет количество популяций ферментов гликолиза и гликогенолиза [75; 353; 507;

Кроме того, признаком биохимической адаптации при росте 521].

тренированности является высокий уровень регулирования дыхательной цепи, связанный с окислительным фосфорилированием, повышением использования жиров и снижением использования углеводов в качестве субстратов при активации липолиза и росте ферментов, отвечающих за окисление липидов. Один и тот же уровень инсулина, глюкагона и катехоламинов в крови соответствует более низкой скорости утилизации глюкозы при повышении тренированности [46;

51; 506].

В настоящее время исследованиями в области генетики физической деятельности выявлено свыше 50 ДНК-локусов сцепленных с показателями аэробной и анаэробной энергетических систем [482]. В качестве объекта такого рода исследователями избирается не отдельный эндофенотип, а совокупность признаков, определяющих какой-либо конечный фенотип. Так, на успешность соревновательной деятельности бегуна на длинные дистанции существенное влияние оказывают такие объединенные по критерию синтропности признаки как плотность митохондрий и активность окислительных процессов миоцитов, состав мышечных волокон, степень капилляризации скелетных мышц и миокарда, показатели максимального потребления кислорода, аэробной мощности, производительности сердечно-сосудистой системы и др. [22; 25].

Митохондриям принадлежит ведущая роль в образовании энергии, особенно при длительных физических нагрузках на выносливость.

Митохондриальный геном человека кодирует 13 белков цепи переноса электронов и 22 транспортных РНК. Поддержание оптимального количества митохондриальной ДНК и экспрессии ее генов - необходимое условие для осуществления энергообеспечения мышечной деятельности. В настоящее время активно изучается процесс долговременной адаптации к мышечной деятельности на генетическом уровне, как в скелетной мышце, так и в сердце и других органах [335; 341; 361; 396; 405; 420, 439; 504; 517].

В частности выявлено, что полиморфизм гена TFAM ассоциируется с физической работоспособностью спортсменов и играет важную роль в спортивном отборе [24].

Установлена роль генетического фактора в зависимости от адаптации к мышечной деятельности в профилактике болезни Альцгеймера [331; 398].

Результаты исследования адаптации к мышечной деятельности на генетическом уровне, могут иметь весьма важное прикладное значение в плане подбора оптимальной спортивной специализации и профессиональной подготовке спортсменов. Таких генетических маркеров в настоящее время насчитывается не менее 35 [330].

С точки зрения физиологии в циклических и ациклических видах спорта присутствует как аэробный, так и анаэробный компонент [545]. Например, в академической гребле (циклический вид спорта) данная физическая деятельность приблизительно на 70% является аэробной и на 21-30% обусловлена анаэробным компонентом [498; 503]. Среди физиологических параметров, связанных со специальной работоспособностью в академической гребле, отдельными исследованиями были определены следующие: максимальное потребление кислорода (МПК) [428], процент медленно сокращающихся мышечных волокон [513], максимальная мощность работы и уровень мощности при концентрации лактата в крови 4 ммоль/л [417], общая масса и чистая масса тела, рост и длина конечностей [345; 552], способность быстро утилизировать образовавшийся лактат [457]. Выведены регрессивные одно- и многокомпонентные уравнения для прогнозирования спортивного результата (на основании полученных при обследовании комплексов физиологических и биохимических параметров) у спортсменов различной квалификации [444; 488]. Физиологическим «золотым стандартом» у спортсменов циклических видов спорта с максимальной аэробной мощностью является МПК в 7 л/мин [365; 382]. Анаэробный вклад при этом особенно важен в течение стартового отрезка, при этом его значение уменьшается по мере увеличения продолжительности физической работы [88].

Признаки достижения МПК при выполнении максимальной физической нагрузки определяется следующим образом:

Плато или уменьшение VO2 определялось как отсутствие увеличения VO2 1.

менее чем на 1,5 мл/кг/мин, несмотря на увеличение нагрузки;

Конечный дыхательный коэффициент 1,1;

2.

Максимальная частота сердечных сокращений (ЧСС) находится в пределах 3.

10 уд/мин (95%) от прогнозированной и связанной с возрастом величины (220 минус возраст);

Содержание лактата в крови превышает 10 ммоль/л [371; 489].

4.

Улучшение показателя МПК вследствие тренировки обусловлено, главным образом, увеличенным максимальным кровотоком и более высокой плотностью мышечных капилляров в активных тканях. В мышцах ног человека, занимающегося циклическими видами спорта, количество капилляров может быть на 5-30% больше, а отношение числа капилляров к количеству мышечных волокон на 50% выше, чем у малоподвижного индивидуума [505].

Индивидуальные различия в степени адаптации в виде роста кровеносных сосудов скелетных мышц и миокарда в большей степени обусловлены генетическими факторами, определяющими наследственную предрасположенность к выполнению физических нагрузок различной интенсивности [26].

Максимальная произвольная сила (МПС) является интегральным показателем сократимости скелетной мускулатуры и зависит от функциональных возможностей мышечных волокон, в результате сокращения которых возникает тянущее усилие (периферическое звено), а также эффективности центральнонервного управления двигательными единицами, мышцами и мышечными группами (центральное звено). Механизмы, отвечающие за изменения функционального состояния каждого из этих звеньев в результате резистивной тренировки существенно различаются [186]. Так, увеличение объема мышечных волокон происходит за счет увеличения синтеза и уменьшения распада белков, что занимает довольно продолжительное время [363; 479; 522]. В то же время адаптивные процессы в нервной системе происходят гораздо быстрее [285; 358;

373].

Установлено оптимизирующее влияние сочетания относительной гипоксии, вызванной пребыванием в среднегорье с умеренной физической работой на липидный обмен [176].

Известно, что силовая тренировка с весом 90-100% от максимальной произвольной силы, количеством повторений 1-5 раз, и интервалом отдыха между подходами 5-10 минут приводит к значительному увеличению силовых возможностей без выраженной гипертрофии тренируемых мышц. Силовая тренировка с весом 60-80% от максимальной произвольной силы, количеством повторений 10-12 раз, и интервалом отдыха между подходами 1,5-2 минуты приводит к значительной гипертрофии тренируемых мышц, однако прирост удельной силы, рассчитываемой как отношение абсолютной произвольной силы к физиологическому поперечнику мышцы, в результате такой тренировки незначителен [185; 186]. Также в ряде работ, посвященных изучению эффектов силовой тренировки, показало снижение митохондриальной плотности и активности окислительных ферментов [418; 454].

В литературе имеются сведения об атерогенной направленности изменений липидтранспортной системы крови при динамических физических нагрузках высокой интенсивности: повышение уровня общего холестерола, холестерола липопротеинов низкой плотности (ХС-ЛПНП) и ТАГ [42].

У спортсменов выявлены достоверные отличия показателей липидного обмена в благоприятную сторону. По сравнению с нетренированными общий холестерол, ХС-ЛПНП и индекс атерогенности были ниже у спортсменов.

Средние значения холестерола липопротеинов высокой плотности (ХС-ЛПВП) и ТАГ статистически не отличались, однако у спортсменов имелась тенденция к снижению ТАГ и относительному увеличению ХС-ЛПВП. При этом автор работы полагает, что мышечная система при активной физической деятельности является основным потребителем свободных жирных кислот, источником которых служат атерогенные формы липопротеинов очень низкой плотности и ХС-ЛПНП [202].

В другой работе также показано, что ХС-ЛПНП и ХС-ЛПОНП обнаруживает у спортсменов выраженную тенденцию к снижению, что особенно заметно во фракции ЛПОНП [307]. Авторы считают, что в условиях высокого обмена веществ у спортсменов значительная часть ХС может захватываться холестеринпотребляющими клетками для синтеза кортикоидных и стероидных гормонов, гемопоэза, образования эпителия кожи, секрета слюнных желез, желчных кислот. В тоже время авторы отмечают снижение у значительной части спортсменов содержания ЛПВП, что увеличивает риск возникновения сердечнососудистых заболеваний. Однако следует отметить, что данное исследование проводилось во время интенсивных тренировок подготовительного периода тренировочного цикла и поэтому нельзя исключить, что снижение содержания ЛПВП у обследованного контингента спортсменов связано с состоянием острого физического перенапряжения.

Таким образом, данные литературы свидетельствуют о том, что занятия спортом приводят к снижению ХС-ЛПНП и изменениям функционирования сердечно-сосудистой системы, согласующимся с представлениями об «экономизации функции» сердца и формированию «спортивного сердца» [36;

340]. Следует учитывать, что интенсивные занятия спортом могут способствовать появлению декомпенсаторных изменений у отдельных спортсменов (группа риска). Это проявляется увеличением массы миокарда левого желудочка, нарушениями гемодинамических параметров: более высоким АД, брадикардией, при одновременном более высоком ударном объеме и более высоком общем периферическом сопротивлении (на фоне сохранения нормальных показателей липидного обмена), что свидетельствует о нарушении внутрисистемных взаимодействий и переходе к гипертрофии миокарда [204; 529].

Также следует учитывать, что с возрастом происходят изменения в регуляции липидного обмена [38; 356; 524]. При этом, по мнению ряда авторов, состояние липидного обмена зависит в первую очередь от скорости синтеза, а не от скорости катаболизма [445; 460].

Спортивная тренировка существенно изменяется в течение годичного цикла подготовки в соответствии с задачами конкретного периода.

Например, в годичном периоде подготовки спортсменов-лыжников выделяют три периода:

подготовительный, соревновательный и переходный. Подготовительный период (летне-осенний) характеризуется большой долей аэробной направленности тренировочной работы, большими тренировочными объемами и умеренной интенсивностью. Соревновательный период (зимний) характеризуется интенсификацией подготовки, иногда снижением общего объема и преобладанием скоростно-соревновательных нагрузок. В переходном периоде объем и интенсивность нагрузок снижаются, доминируют восстановительные тренировочные нагрузки. Однако в любом периоде общий недельный объем физической активности многократно превышает объем физической активности не спортсменов [207].

Известно, что С-реактивный белок является маркером воспалительных процессов. В работе [138] исследована годичная динамика С-реактивного белка у юных лыжников. Установлена более низкая, по сравнению с контролем, величина данного показателя в подготовительный период спортивной деятельности, увеличение данного показателя в соревновательный период на 300-400% и наиболее низкие значения в переходном периоде. Пониженный уровень в начале годичного цикла подготовки спортсмена подтверждает результаты других работ о более низкой подострой воспалительной активности организма спортсмена [477].

Повышенный уровень С-реактивного белка в период высоких по объему и интенсивности тренировочных нагрузок в работе [380], зарегистрирован на четвертые сутки отдыха после тренировочного процесса, то есть его изменение не было связано с острым эффектом нагрузок. Напротив, в периоды умеренных нагрузок его уровень снижался.

Механизм роста системной воспалительной активности у спортсменов в соревновательный период не совсем ясен. Можно предположить, что он обусловлен микроповреждениями мышечных волокон или эпимизия вследствии локального истощения АТФ, нарушения кальциевого гомеостаза и оксидантного стресса во время максимальных или длительных физических нагрузках [508].

Важно отметить, что микровоспалительные проявления в эпимизии мышц после эксцентрических нагрузок не обязательно повышают системную воспалительную активность [447]. Исследование содержания С-реактивного белка у спортсменов очень важно, поскольку установлено, что воспалительные факторы оказывают ингибирующее влияние на эритропоэз [424]. Причем ингибирование эритропоэза идет как срочно, за счет аутогемодинамики, так и хронически - за счет прямого ингибирования насыщения железом эритроцитов в костном мозге [465].

Кроме того, механизмы, ответственные за рост уровня ТАГ в крови при активации воспалительной активности, связаны с повышенным синтезом ТАГ в печени, сниженным окислением свободных жирных кислот - субстратов для синтеза ТАГ, а также ингибированием липопротеидлипазы противовоспалительными цитокинами [422].

Известно, что активация симпатической нервной системы, а также противовоспалительных факторов, в частности, интерлейкин-6, способны активировать синтез антител, что будет способствовать повышенному уровню иммуноглобулинов в плазме крови [226].

Более того, установлено, что рост воспалительной активности после однократных интенсивных физических нагрузок способствует активации гуморального иммунитета и ингибированию клеточного [455; 456]. Также установлена способность тренированных лиц к синтезу специфических антител класса Ig M и Ig G [509]. Воспалительные факторы также влияют и на скорость созревания фибриногена, увеличивая ее [98; 443], что в свою очередь влияет на реологические свойства крови [351]. Это необходимо учитывать при выполнении напряженной физической нагрузки. В тоже время, важным механизмом снижения уровня фибриногена плазмы крови и роста текучести крови у спортсменов является уменьшение системной воспалительной активности в условиях оптимальных (умеренных) физических нагрузок, что наблюдается в переходном периоде годичного цикла подготовки [138].

Реологические свойства крови находятся в тесной взаимосвязи с тремя основными факторами: составом тела, метаболическими процессами (энергетическими, жидкостными, белковыми и липидными) и гормонами крови [203; 350]. Причем все три фактора тесно взаимосвязаны между собой и подвержены влиянию физической тренировки. Воздействуя на метаболические процессы в целом организме и в клетках крови, половые гормоны (тестостерон и эстрадиол) и глюкокортикоиды (кортизол) могут оказывать влияние на текучесть крови, плазмы, реологигию эритроцитов. Связь тестостерона с реологическими свойствами крови может опосредоваться его участием в различных биохимических процессах [322; 368; 370). Эстрадиол играет важную роль в регуляции липидного состава крови [426], текучести мембраны эритроцитов [527]. Воздействие кортизола на метаболизм связывают с его влиянием на энергетический [394] и липидный обмены: активацией липопротеидлипазы жировой [384] и, возможно мышечной ткани [451], регуляцией процессов обмена липопротеинов [536]. В процессе тренировки на выносливость снижается уровень тестостерона [440], не изменяется или снижается уровень эстрадиола [333], напротив концентрация кортизола может повышаться [412]. Со стороны метаболических параметров часто отмечается снижение общего холестерола и ХС-ЛПНП, ТАГ [399], фибриногена [402], активация фибринолиза [531] и липопротеинлиполиза Проведение исследования у [499].

высококвалифицированных спортсменов тренирующихся в циклических видах спорта (легкая атлетика, лыжные гонки, плавание) позволило установить, что выявленные различия по реологическим свойствам (понижение вязкости крови, плазмы, суспензии эритроцитов), изменения содержания общего холестерола, ХСЛПНП, фибриногена, а также активность плазминогена, по мнению авторов, были связаны с высоким уровнем физической работоспособности и пониженным уровнем эстрадиола [172]. В то же время, не смотря на практически одинаковый уровень тестостерона в группе спортсменов и у контрольной группы, пониженный уровень был связан с понижением вязкости крови, гематокрита и вязкости плазмы.

Повышение текучести крови у спортсменов, по мнению ряда авторов, тесно связано с модификацией липидного профиля [167; 168]. Одно из ключевых реологических свойств крови - деформируемость эритроцитов. Значение этого свойства возрастает в микроциркуляции - там, где эритроцитам необходимио деформироваться для реперфузии капиллярного русла и выполнения газообменной функции [170]. При этом показано, что накопление ЛПВП у спортсменов приводит к увеличению деформируемости эритроцитов, особенно в микроциркуляторном русле и улучшению газотранспортной функции крови.

Положительное влияние ЛПВП на мембраны эритроцитов авторы связывают со способностью этих липопротеинов акцептировать ХС из мембран, при этом происходит оптимизация структуры мембраны, снижение микровязкости липидного бислоя и повышение ее гибкости.

Важную роль в модификации липопротеинов играют тиреоидные гормоны, которые влияют на процессы синтеза липопротеинов в печени, активность печеночной ТАГ-липазы, число и активность рецепторов к ЛПНП в печени, вследствие чего изменяется уровень холестерола и его подфракций [520]. При этом гипертироидизм связывают с понижением содержания холестерола и его подфракций, напротив гипотиреоидизм ассоциируется с повышенными концентрациями холестерола, его подфракций и ТАГ [427]. Показано, что у спортсменов наблюдается повышение концентрации тиреоидного гормона, которое положительно коррелировало с деформированностью эритроцитов. При этом спортсмены не отличались от контрольной группы по концентрации трийодтиронина, однако он оказался отрицательно связан с общим холестеролом и ХС-ЛПНП. С другой стороны, вязкость крови, плазмы и агрегация эритроцитов положительно коррелировала с общим холестеролом и ХС-ЛПНП, что, по мнению авторов работы, обеспечивает у спортсменов повышенную текучесть крови, плазмы и снижение агрегации эритроцитов [171].

Известно также, что влияние агрегации эритроцитов может быть обусловлено до 50% венозного сопротивления [354]. Показано, что агрегация эритроцитов незначительно влияет на общую циркуляцию крови, но заметно сказывается на местной оксигенации тканей [518]. Чрезмерное образование агрегатов приводит к замедлению скорости кровотока и гипоксии тканей. Вместе с тем, умеренная степень агрегации эритроцитов может снижать относительную вязкость в отдельных микрососудах за счет формирования пристеночного слоя плазмы [362] и общее органное периферическое сопротивление, по сравнению с ньютоновской суспензией эритроцитов [339; 360], а также состава плазмы, главным образом, крупных белковых молекул [540]. Определенную роль в кинетике агрегации играют липопротеины плазмы [283]. Кроме того, форма эритроцитов, величина электроотрицательного заряда, гибкость мембраны, уровень перекисного окисления наружного липидного слоя мембраны [338], а также «возраст» эритроцитов вносят значительный вклад в способность к агрегации. Возрастной состав эритроцитов отличается преобладанием «молодых»

форм и снижением содержания «старых» форм [167]. При этом для «молодых»

форм характерна низкая способность к агрегации.

Липидный состав сыворотки крови у спортсменов также имел значение для процесса агрегации эритроцитов. Повышение, даже в физиологическом диапазоне значений, концентрации холестерола и ТАГ связаны с повышением скорости оседания эритроцитов, а следовательно с их агрегацией, что в частности показано в работе [50], выполненной с участием 26 спортсменов высокой квалификации (мастера спорта, кандидаты в мастера спорта) циклических видов спорта (плавание, бег на средние дистанции, велоспорт, лыжный спорт). При этом механизм взаимосвязи заключается в повышенной адсорбции липопротеинов на мембране эритроцитов и снижении электроотрицательного заряда клетки [480].

Увеличение текучести крови способствует кислородтранспортной системе и увеличивает физическую работоспособность [402]. В условиях несоответствия функциональных возможностей организма предъявляемым нагрузкам возрастает вероятность окислительного стресса [500] и, даже, воспалительных реакций [357].

При этом показано, что низкая вязкость крови и низкий индекс агрегации эритроцитов в покое связан с меньшим накоплением лактата во время субмаксимальной нагрузки [349].

Также установлено, что при выполнении длительных соревновательных нагрузок степень адсорбции высокомолекулярных белков на мембранах эритроцитов изменяется в соответствии с их фракционными концентрациями в плазме. Конкурентная адсорбция на поверхности эритроцитов высокомолекулярных белков приводит к изменению сил взаимодействия между эритроцитами, что наглядно проявляется в ухудшении текучести концентрированных суспензий клеток. Адсорбция высокомолекулярных белков на эритроцитарных мембранах может быть одной из причин разрушения этих клеток в ретикуло-эндотелиальной системе, как путем фрагментации вследствие повышения сил взаимодействия между клетками, так и путем фагоцитоза [244]. В тоже время необходимо учитывать, что активация симпатической нервной системы и норадреналин способны в 2-2,5 раза увеличить продукцию эритроцитов [377; 383].

Люди с разным уровнем физической тренированности обладают разной степенью устойчивости к воздействиям стрессорных факторов. У лиц, регулярно занимающихся спортом, происходит естественная стимуляция функций и систем организма, обеспечивающих его устойчивость к самым различным факторам окружающей среды [6; 217]. Физическая нагрузка является профилактическим средством предупреждения многих заболеваний [537]. В то же время, чрезмерные физические нагрузки приводят к возникновению дизадаптационных реакций, сопровождающихся нарушениями со стороны целого ряда важнейших органов и систем организма [218; 497]. По литературным данным, интенсивная физическая нагрузка сопровождается содружественной активацией гемокоагуляции и фибринолиза [312; 476], однако после окончания нагрузки сохраняется повышенный гемокоагуляционный фон [438]. Важно подчеркнуть, что у тренированных людей функциональные возможности организма уже повышены за счет регулярных физических тренировок, и предварительный прием растительного адаптогена (например, элеуторококка), наоборот, вносит рассогласование в сбалансированную систему. Вместо сглаживания гиперкоагуляционных сдвигов на физическую нагрузку после предварительного приема адаптогена, наблюдалась активация внутреннего пути гемокоагуляции в той же степени, как и в пробе до приема элеуторококка, а также активация конечного этапа свертывания на фоне неизмененной активности фибринолиза и снижения антитромбинового резерва плазмы. Такая совокупность сдвигов может быть причиной ограничения повышения физических нагрузок у тренированных лиц [314].

В работе [169] изучали минеральный обмен у профессиональных спортсменов, тренирующихся в циклических видах спорта на выносливость.

Установлено, что при интенсивных мышечных нагрузках усиливается физическое воздействие на костную ткань, ее деструкция, что вызывает выход PO43- и Ca2+ [197]. Одновременно индуцируются процессы заживления и роста, то есть активируются остеобласты костей.

Увеличение K+ у спортсменов авторы объясняют выходом его из клеток крови, гладких мышц сосудов, скелетных мышц. Определенную роль в этом может играть пониженный уровень ренин-ангиотензин-альдостероновой системы у спортсменов. Увеличение K+ у спортсменов свидетельствует об активации парасимпатической нервной системы.

Активация калиевых каналов гладких мышц сосудов в состоянии относительного покоя, вероятно, связана с процессами восстановления после физических нагрузок. В результате действия ацетилхолина и аденозина происходит выход калия из клеток и гиперполяризация клеточной мембраны. Это вызывает закрытие кальциевых каналов, снижение уровня Ca2+ в клетке и вазодилятацию.

Показано, что в период адаптации к значительным физическим нагрузкам у спортсменов циклических видов спорта происходит снижение активности ЛДГ, показателей АОЗ и содержания АТФ на фоне повышения показателей ПОЛ, а также содержания общего и ионизированного кальция и креатинина. При хорошей адаптации эти сдвиги менее выражены, что можно использовать как критерий степени адаптации при подготовке спортсменов высокого класса [372].

В группе спортсменов, тренирующих выносливость, обнаружена взаимосвязь между содержанием свободных жирных кислот в плазме крови после физической нагрузки, потреблением кислорода и изменением концентрации Ca2+ в крови. Указанные изменения лежат в основе «жирового сдвига» в энергообеспечении мышечной деятельности высококвалифицированных спортсменов [174].

В работе [225] изучалось влияние пробного углеводного завтрака (200 мл 10% манной каши, 200 мл сладкого чая) и дозированной физической нагрузки (велоэргометрия 75% от МПК, продолжительностью 30 минут) на содержание глюкозы, альбуминов, общего белка, а также ионов кальция, магния, калия, хлора и натрия в сыворотке крови молодых мужчин с разным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности. Установлены более высокие значения глюкозы у нетренированных лиц, по сравнению со спортсменами. После выполнения дозированной велоэргометрии достоверных различий между группами выявлено не было. Также отмечено у спортсменов более высокая концентрация альбуминов и общего белка. Увеличение концентрации альбуминов приводит к повышению коллоидно-осмотического давления плазмы и, как следствие, повышению артериального давления, что необходимо для мышечной деятельности. По-видимому, наиболее высокие значения альбуминов в сыворотке крови у спортсменов, способствуют повышению объема циркулирующей крови и поддержанию достаточного уровня артериального давления при выполнении продолжительных мышечных нагрузок [172]. Кроме того у спортсменов отмечена более низкая концентрация Mg2+, на фоне повышения содержания K+, Cl- и Na+, что авторы связывают с особенностями функционального состояния печени, активацией парасимпатической нервной системы и повышенным потоотделением у спортсменов. В свою очередь накопление Na+ в организме облегчает всасывание моносахаридов и обеспечивает должный уровень энергетического обмена. В литературе описаны случаи гипонатриемии у спортсменов, тренирующихся на выносливость (марафонцы, ходоки), что связано с нарушением психического состояния при нормальной температуре тела. Таким пациентам нельзя вводить жидкость ни через рот, ни внутривенно, поскольку они и так страдают от ее избытка («отравление водой») [241].

Таким образом, адаптация к действию физических нагрузок не является простым изменением функционирования отдельных систем и органов. Она объединяет их в единую функциональную систему, которая обладает свойством самоконтроля, саморегуляции, самоуправления. Адаптация к мышечной деятельности требует непрерывной перестройки внутренних связей между биосистемами, изменения их активности и быстрого регулирования и функционирования.

1.2 Метаболическая адаптация к гиподинамии, иммобилизационному стрессу и травме.

Исходя из обзора доступной литературы, влияние гиподинамии и гипокинезии на организм человека наиболее интенсивно проводились в 70-80-е годы прошлого века, что связано с активным освоением нашей страной космического пространства.

Некоторые авторы рассматривают влияние микрогравитации и объем двигательной активности в онтогенезе. При этом отмечается, что наибольшему влиянию изменения микрогравитации человек подвергается во время внутриутробного развития и в старческом возрасте [166].

Дефицит движений может стать причиной заболевания. Состояние, возникающее у больных, длительное время находящихся на постельном режиме, определяется как «иммобилизационный остеопороз». В настоящее время для обозначения ситуации, связанной с уменьшением костной массы часто употребляется термин «остеопенический синдром», особенно в случаях с неустановленной этиологией и при отсутствии результатов остеоденситометрии [192]. В гравитационной физиологии в виде весовой нагрузки и дефицита механической стимуляции скелета выделяют горизонтальную гипокинезию (постельный режим) и с отрицательным отклонением от горизонтали головного конца кровати (антиортостатическая гипокинезия).

При изучении метаболизма у испытуемых, подвергнутых длительной антиортостатической гипокинезии установлено, что вследствие минимизации функций организма потребление кислорода снижается на 30-40% [122].

Формирующийся в таких условиях новый уровень гомеостаза характеризуется уменьшением на величину такого же порядка интенсивности процессов биологического окисления и энергосинтетических реакций. Снижается активность ключевых ферментов энергетического метаболизма [213; 214].

Уменьшается интенсивность анаболических процессов, в результате чего меняются пути утилизации в организме целых классов веществ. Так, вследствие уменьшения использования ацетил-КоА в энергообразующих реакциях, происходит накопления холестерола [280] с перераспределением его липопротеиновых фракций в сторону преобладания атерогенных форм [158], что является причиной изменений клеточных мембран органов и тканей. Из-за этого меняются функции мембранносвязанных рецепторных и ферментативных комплексов, в результате чего происходят сдвиги тканевой чувствительности к гормонам, изменения активности некоторых органо- и тканеспецифичных диагностически значимых ферментов [452].

В условиях антиортостатической гипокинезии показана активация реакций гликолиза, замедление утилизации тканями образовавшегося при этом лактата и увеличение активности ЛДГ в крови, с тенденцией к снижению содержания глюкозы [142].

Признаки рассогласования процессов образования и утилизации метаболитов тканями при длительной антиортостатической гипокинезии у женщин прослеживались также по показателям липидного обмена и тенденции к увеличению уровня ТАГ в крови с изменениями в общем спектре липидов и фосфолипидов [434]. Подобные изменения липидного обмена, на фоне тенденции к увеличению содержания лактата и снижения активности ферментов цикла Кребса, а также снижения активности креатинфосфокиназы (КФК) были выявлены в экспериментальных исследованиях на практически здоровых мужчинах-добровольцах, подвергнутых 7-суточной иммерсии [46]. Снижение активности ферментов цикла Кребса, в частности сукцинатдегидрогеназы (СДГ), отмечены [317] при атрофии мышц после космического полета. Следует также отметить, что в подобных исследованиях острые периоды адаптации и последующей реадаптации к действию гравитации осложняются развитием стресс-реакций, имеющих незначительную специфичность [215].

Рядом авторов, занимающихся изучением динамики процессов ПОЛ и состояния системы АОЗ при различных типах стрессорных реакций, показало, что процессы ЛПО при разных формах стресса характеризуется фазовым протеканием [29; 232]. Сразу после стрессового воздействия происходит ранняя активация ПОЛ, которая длится, как правило, непродолжительное время (от нескольких минут до 1-2 часов), вследствие чего уловить этот момент достаточно сложно.

Затем наступает снижение интенсивности свободнорадикальных процессов, что обусловлено активизацией защитных механизмов, запускающие антистрессовые системы организма. При этом на большом количестве экспериментальных моделей стресса показано, что чем мощнее стресс-воздействие, тем ниже интенсивность ПОЛ и выше реакция системы АОЗ, когда стресс адекватно компенсируется организмом. Следует отметить, что вышеописанные изменения процессов ЛПО и АОЗ в первую очередь характерны для достаточно кратковременных стрессовых реакций, после прекращения действия стрессорного фактора. Также обращает на себя внимание тот факт, что колебания оснований Шиффа (ОШ) в крови носили менее чувствительный характер, что объясняется стехиохимией их образования: реакция МДА с аминосодержащими соединениями в результате которой образуются ОШ протекают без видимого участия ферментов, поэтому этот процесс медленный [94].

Исследования интенсивности процессов ЛПО и состояния системы АОЗ в экспериментах, связанных с гипокинезией различной продолжительности у людей, показали, что активация процессов ЛПО имеет место, как правило, на ранних стадиях антиортостатической гипокинезии [157]. По достижении гомеостатического равновесия, на измененном метаболическом уровне к 3-5 неделям гипокинезии, и характеризующимся снижением активности энергетических процессов, интенсивность ЛПО стабилизируется. Такого рода стабилизация обеспечивается, как правило, за счет системы АОЗ [156].

Несмотря на свою комплексность и фундаментальность, данные работы, к сожалению, ориентированы в первую очередь на космическую биологию и медицину, и далеки от практического здравоохранения. Вместе с тем, реальный больной, подвергающийся вынужденному ограничению двигательной активности, находится в гораздо более жестких условиях, как в социальном и психологическом, так и физиологическом, патофизиологическом и клиническом смыслах, по сравнению с испытуемыми-добровольцами на которых проводились эксперименты в подобных работах. Следует отметить, что испытуемые в этих работах, как правило, относились к практически здоровым, нередко высокотренированным молодым мужчинам, что также далеко не всегда характерно для типичного стационарного больного.

В работе [160] исследовалась динамика метаболических процессов у 6 испытуемых, мужчин в возрасте от 21 до 36 лет, при 120-суточной антиортостатической гипокинезии. В ходе гипокинезии отмечалась тенденция к увеличению активности АСТ и АЛТ, что авторы объясняют активацией процесса глюконеогенеза и застойными явлениями в брюшной полости, на что указывает тенденция к увеличению активности других «печеночных» ферментов - глутамилтранспептидазы и глутаматдегидрогеназы. Отмечено также увеличение активности амилазы, общей кислой фосфатазы (без достоверных изменений ее простатической фракции), на фоне атерогенных изменений обмена холестерола (тенденция к увеличению общего холестерола, ХС-ЛПНП и к снижению ХСЛПВП). Накопление продуктов липопероксидации было незначительным и недостоверным, на фоне тенденции к снижению -токоферола, что объясняется достоверными сдвигами АОА у испытуемых. На основании полученных данных авторы делают выводы о возможности использования показателей липопероксидации и АОЗ в качестве высокоинформативного теста диагностики и прогноза состояния здоровья испытуемых. Все обнаруженные изменения были легко обратимы и элиминировались в течение первого месяца периода восстановления. Следует отметить, что в данной работе также моделировались условия космического полета.

Схожая динамика состояния липидного обмена у крыс, заключающаяся в увеличении содержания ХС в крови и индекса атерогенности была обнаружена и при алиментарной стресс-реакции, вызванной длительным (до 180 суток) назначением атерогенного рациона [110]. При этом изучение системы «прооксиданты-антиоксиданты» свидетельствует об активации процессов ЛПО, на фоне снижения антиоксидантной защиты, что указывает на развитие окислительного стресса. Также следует отметить стадийность этих нарушений.

Кроме того, обращает на себя внимание факт, что на ранних сроках алиментарного стресса установлено увеличение в мембранах эритроцитов содержания фофатидилхолина и фосфатидилэтаноламина, а на 180-е сутки снижение содержания фосфатидилинозитола, фофатидилхолина, перераспределение жирнокислотного состава в сторону накопления насыщенных жирных кислот [189]. По мнению авторов, подобные изменения липидного бислоя свидетельствуют о компенсированной стрессовой реакции в начале эксперимента и об истощении адаптационных возможностей клетки в его конце.

Также в эксперименте на крысах показано, что мембраны эритроцитов потомства матерей, перенесших во время беременности иммобилизационный стресс, более стабильны, что проявляется увеличением процентного соотношения дискоцитов и подтверждается более низким уровнем ПОЛ [73].

Несколько слов следует сказать об особенностях липидного обмена у крыс, поскольку это имеет принципиальное значение для правильной трактовки динамических сдвигов липидного обмена у этих животных. В работе [134] изучены особенности показателей липидного обмена у крыс массой тела 150-240 г. Установлены референтные пределы содержания в плазме крови ОХС (1,42-2,28 ммоль/л) и ТАГ (0,62-1,07 ммоль/л). Процентное содержание липопротеинов составило: ЛПВП - 55-70%, ЛПНП - 20-30%, ЛПОНП - 8-14%. Также следует отметить, что активность липопротеидлипазы (ЛПЛ) плазмы крови определяется у крыс в большей степени активностью ЛПЛ жировой ткани, а у людей активностью ЛПЛ мышечной ткани.

Известно, что полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) являются основным субстратом для биосинтеза биологически активных веществ (простагландины), концентрация которых увеличивалась во время стрессорных воздействий, что приводило к выходу жирных кислот в плазму крови из мембран [441]. Поскольку основными структурными компонентами биомембран всех клеток являются белки и липиды, а эритроциты, в отличие от других клеток, не синтезируют жирные кислоты, они доставляются транспортными соединениями из жидкой части крови. Поэтому изменения жирнокислотного состава может служить косвенным критерием протекающих в организме на клеточном уровне процессов адаптации к измененным условиям [40].

Арахидоновая кислота, как известно, является одним из основных субстратов перекисного окисления липидов (ПОЛ). В настоящее время установлено, что ПОЛ и АОЗ представляют собой единую систему, находящуюся в состоянии динамического равновесия, способную к саморегуляции. АОЗ можно рассматривать как важнейшую адаптационную систему, обеспечивающую оптимальные условия сохранения этого динамического равновесия. Снижение содержания природных антиоксидантов увеличивает повреждающее действие свободных радикалов, в результате чего изменяются структурно-функциональные характеристики мембран [8; 17; 102; 128; 267; 271; 326]. Следует отметить, что стрессорные воздействия меняют жирнокислотный состав эритроцитов. Так, в работе исследовалось влияние пребывания человека в условиях [182], гипербарической газовой среды. Установлено повышение индекса ненасыщенности (который рассчитывали как отношение суммы концентраций ненасыщенных жирных кислот, умноженных на число двойных связей в молекуле, к сумме концентраций насыщенных жирных кислот), на 1-м этапе компрессии (100 м) повышается за счет линолевой кислоты, а снижение индекса ненасыщенности в эритроцитах на «глубине» 350 м и в 1-е сутки после декомпрессии вызвано понижением концентрации арахидоновой и линолевой кислот. Таким образом, жирнокислотный состав мембран эритроцитов зависит от силы стрессорного воздействия.

Авторы полагают, что основным метаболическим путем при действии гипербарии является ПОЛ линолевой и арахидоновой кислот, и, по-видимому, снижение АОЗ, что приводит к компенсаторному увеличению содержания насыщенных жирных кислот в эритроцитах и, вероятно, к увеличению в условиях эксперимента поступления в мембраны эритроцитов холестерола, что является признаком повышения атерогенности крови [45]. При этом автор также отмечает, что мембраны эритроцитов не синтезируют фосфолипиды, содержащие в основном ПНЖК, а получают их из транспортных форм липидов (ЛПВП).

Изменение состава жирных кислот в мембранах высокодифференцированных клеток, понижение количества этерифицированных в фосфолипиды эссенциальных ПНЖК приводит к уменьшению отрицательного заряда мембраны, увеличению ее микровязкости, активации синтеза противовоспалительных эйкозаноидов и повышению чувствительности гладких мышечных клеток к действию вазоконстрикторов [216]. Модификация состава эритроцитарных жирных кислот является достаточно тонким показателем патологии липидного обмена, проявляющимся значительно раньше, чем изменения в липопротеинах плазмы крови [109].

Согласно мембранной теории, эфиры ХС, в отличие от неэстерифицированных форм, не включаются в двойной фосфолипидный слой мембраны и рассматриваются как защитный фактор клетки. Согласно аутоиммунной теории патогенеза атеросклероза, запуск атеросклеротического процесса вызывают не столько липопротеины, сколько аутоиммунные комплексы, содержащие липопротеины в качестве антигена [118]. Существует в настоящее время и вирусная теория атеросклероза, указывается на воспалительный характер поражения сосудов при атеросклерозе, свидетельством которого являются результаты морфологических исследований, а так же обнаружение в периферической крови маркеров воспаления [9, 153].

В процессе эволюции в условиях земной гравитации у человека сформировалось распределение сосудистого тонуса, обеспечивающее компенсацию гидростатического распределения крови за счет высокого тонуса сосудов нижней половины тела и низкого сопротивления кровотоку в сосудах верхней половины тела. В условиях невесомости отсутствие гидростатического давления приводит к перемещению жидких сред организма в краниальном направлении, последствиями чего являются отечность лица, шеи и верхней половины грудной клетки, заложенность носа, покраснение лица, инъецированность склер, ощущения «прилива крови» и «тяжести» в голове.

Перераспределение жидких сред организма приводит к значительным изменениям центральной и периферической гемодинамики [286], сказывается на самочувствии и работоспособности обследуемых. Аналогичные изменения получены в условиях антиортостатической гипокинезии [287]. Высказывалось предположение о возможности повышения внутричерепного давления в этих условиях [464]. Для подобного состояния характерны неблагоприятные метаболические сдвиги [79], которые формируются под влиянием полигормональных регуляторных систем, функция которых претерпевает комплексные изменения в различных своих звеньях [78]. Формирующийся при этом обмен веществ носит специфический характер: переориентация основных метаболических и межтканевых циклов, снижение эффективности энергопродукции, тенденция к преобладанию гликолитического пути энергообразования над аэробным типом окислительновосстановительных процессов и, в целом, преобладание катаболических процессов над анаболическими [481].

В исследованиях на космонавтах показано, что в условиях невесомости происходят значительные изменения в сердечно-сосудистой системе, в том числе

- изменения автономной регуляции, приводящие к снижению эффективности гемодинамических механизмов ответственных за поддержание ортостатической устойчивости [91]. При этом детренируются прежде всего сосудистые механизмы компенсации ортостатических возмущений [288].

При моделировании эффектов невесомости у человека наблюдаются характерные изменения в мышечном волокне, регуляции деятельности сердечнососудистой системы [381, 511]. Уже на 7-ой день гипокинезии, по результатам исследования биоптатов отмечалось развитие гипотрофических изменений в отдельных мышечных группах [502]. Динамика морфофункциональных изменений в локомоторных и позно-тонических мышцах при действии безопорной среды такова, что на раннем этапе адаптационных изменений превалируют сдвиги в позной мускулатуре [316]. Исследователи едины во мнении, что как после космических полетов, так и модельных после наземных экспериментов снижается физическая работоспособность и изменяется функционирование ряда физиологических систем организма человека.

При длительном пребывании в условиях невесомости ультразвуковая картина органов брюшной полости отражала их венозное полнокровие.

Функциональное состояние органов пищеварительной системы натощак характеризовалось повышенным тонусом желчного пузыря и увеличенной секреторной активностью желудка, поджелудочной железы и печени. При глюкозо-молочной пробе (56 г глюкозы, 200 мл чая и 200 мл молока 3,2% жирности) выявлено замедление эвакуации из желудка и снижение сократительной способности желчного пузыря, а также пониженная реактивность поджелудочной железы [20]. Аналогичные функциональные изменения с признаками венозного застоя в сосудах и органах брюшной полости неоднократно наблюдались при экспериментальной гипокинезии в условиях длительного постельного режима в антиортостатическом положении [19; 245].

В условиях гипокинезии меняется и электролитный баланс в организме [80].

Так в работе [144] показано, что на протяжении экспериментов с 120-суточной антиортостатической гипокинезии у всех добровольцев выделялись более или менее продолжительные периоды неосмотического накопления натрия, вне зависимости от применяемых средств и методов профилактики.

Фазность стрессовой реакции была выявлена и при исследовании водноэлектролитного, эндокринного и вегетативного балансов в условиях 7-суточной «сухой» иммерсии в работе [145].

В другой работе [143] анализируется обмен кальция в условиях гипокинезии и космического полета.

При этом установлено:

1. Снижение содержания кальция в организме - резкое уменьшение количества минерала, депонированного в неионообменной форме и выраженное в меньшей степени снижение количества ионообменного депонированного кальция;

2. Изменение нормы его концентрации в крови (как ионизированной фракции, так и общего кальция);

3. Увеличение интенсивности потоков, дающих прирост концентрации в крови за счет эндогенных запасов, при том, что те процессы, которые определяют поступление в организм экзогенного кальция, будут протекать менее активно.

Кроме того, в экспериментах на крысах показана роль накопления Ca2+ в мышечных волокнах в изменении соотношения мышечных белков при гравитационной разгрузке [180].

Аналогичный тип толерантной адаптации (со сдвигом диапазона нормальных значений гомеостатических констант) известен в физиологии и отмечается в процессе приспособления к обитанию в неблагоприятных условиях, а также при старении [5; 423].

Известно, что дефицит двигательной активности сам по себе сопровождается развитием в организме человека явлений неблагоприятных для его здоровья, систематическое и целенаправленное изучение которых началось относительно недавно. Гравитационная разгрузка закономерно приводит к существенной перстройке волокон и функции постуральных мышц [471]. В частности наблюдается снижение синтеза белка, интенсификация протеолиза, что в свою очередь обуславливает снижение белковой массы и уменьшение размера мышечных волокон. Эти изменения связаны со сдвигами в функционировании внутриклеточных сигнальных систем, определяющих характер белкового обмена мышечной ткани [147; 344]. Также сформулирована гипотеза, согласно которой в условиях невесомости детренируются не только скелетные мышцы, но и дыхательные, что вносит существенный вклад в формирование феномена снижения физической работоспособности после длительного пребывания в невесомости [10].

Также показано, что для гипокинетического стресса характерно угнетение клеточного и гуморального звена иммунного ответа. Это проявляется в снижении интенсивности реакций гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) и уменьшение количества антителобразующих клеток (АОК) в селезенке [301].

Установлена доминирующая роль механической нагрузки и мышечной активности во всей системе метаболических (биохимических, эндокринных) регуляторов функциональной активности костной ткани биомеханическим требованиям внешней среды [194; 386].

Остеопороз - заболевание, выражающееся уменьшением костной ткани в организме, изменением структуры костей и снижением их прочности, способности противостоять механическим нагрузкам, в связи, с чем повышается риск перелома костей. Многие заболевания внутренних органов (эндокринной системы, желудочно-кишечного тракта, почек) сопровождаются вторичным остеопорозом [162]. Предполагают, что остеоциты являются главным участником адаптационных перестроек в кости при изменениях внешнего механического поля [223]. Получены свидетельства возможной роли остеоцитарной резорбции костного матрикса в условиях 20-дневного постельного режима. Изучена динамика маркеров костного метаболизма параллельно с остеоденситометрией поясничных позвонков и отдельных костей. Делается вывод о том, что декальцификация костей в условиях дефицита механической нагрузки происходит, по меньшей мере, без участия остеокластов [388; 468]. Также в образцах костей экспериментальных животных установлено достоверное снижение количества свободных CO2- радикалов, что может свидетельствовать об изменении физико-химических характеристик материала кости как минералорганического композита [347]. В целом же адаптационные перестройки кости в ответ на изменение механической нагрузки следует рассматривать на уровне взаимоотношений всей клеточной совокупности кости и внеклеточного матрикса [126].

Известно, что умеренная физическая нагрузка необходима для гомеостаза костной ткани, поддержания тонкого баланса между двумя постоянно протекающими, тесно сопряженными физиологическими процессами костеобразованием и резорбцией, реализующими функциональную адаптацию костной ткани в зависимости от требований «внешнего механического поля», что показано в моделях in vivo [67; 192; 485; 550]. Показано, что механическая стимуляция вызывает увеличение продукции остеоиндуцирующих факторов роста

- BMP-2 и IGF-1, активирует транскрипцию ключевых транскрипционных факторов остеогенеза - Runx 2 и Smad 5, стимулирует транскрипцию и последующую белковую продукцию основных маркеров костной ткани (щелочной фосфатазы, коллагена типа, остеокальцина, остеонектина, I остеопонтина), способствует возрастанию уровня минерализации клеточного матрикса в культурах остеогенных клеток-предшественников [401], хотя эти эффекты не всегда однозначны в отношении различных популяций костных клеток [352; 459].

Оксидантный стресс является одной из причин эндотелиальной дисфункции. Нарушения динамического равновесия между про- и антиоксидантными системами приводят к изменению генерации свободных радикалов, оказывающих существенное влияние на метаболизм оксида азота, снижая его биодоступность и ускоряя инактивацию При [320; 461].

взаимодействии супероксиданиона с оксидом азота образуется пероксинитрит, вызывающий некроз и апоптоз клеток [77; 474]. Доказано также, что окисление в процессах липопероксидации ЛПНП уменьшает синтез оксида азота клетками эндотелия и увеличивает синтез эндотелиина-1 [496].

Оксидантный стресс в виде побочной реакции может возникать при применении препаратов железа. Это связано с тем, что железо относится к металлам-переносчикам и является катализатором образования свободных радикалов, сопровождаемого накопление продуктов ПОЛ, которые играют существенную роль в повреждении различных биомембран и эндотелия сосудистой стенки. При этом также характерна стадийность изменений ПОЛ и АОА: в начале - увеличение интенсивности липопероксидации, на фоне снижения АОА, затем противоположная динамика [136].

Доказано, что сигналом для запуска стресс-реакции служит изменение внутренней среды клетки и организма. Таким сигналом служит смещение прооксидантно-антиоксидантного равновесия в направлении активации процесса ПОЛ в биологических мембранах и жидкостях. В этих условиях процессы биологического окисления и процессы ЛПО закономерно усиливаются, происходит значительное угнетение функциональной активности ферментов и неферментативного звена антиоксидантной системы [308]. В частности, увеличение концентрации продуктов ПОЛ рассматривается как универсальный механизм повреждения клетки при различных патологических состояниях [70].

Следовательно, коррекция уровня промежуточных продуктов ЛПО и нормализация активности антиоксидантных систем крови являются патогенетически обоснованными.

Показано, что у крыс, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса, резко активировались процессы ПОЛ, что сопровождалось статистически достоверным, по сравнению с группой контроля, увеличением токсических промежуточных продуктов ЛПО - МДА и гидроперекисей липидов. Избыточное накопление продуктов ПОЛ при иммобилизационном стрессе сопровождалось развитием синдрома цитолиза, о чем свидетельствует избыточное накопление в крови молекул средней массы. У крыс, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса, также наблюдалось резкое угнетение как ферментативного, так и неферментативного звеньев антиоксидантной системы.

Это проявлялось в статистически достоверном снижении показателей активности СОД и каталазы в эритроцитах, снижении количества общих сульфгидрильных групп и витамина Е в сыворотке крови. Также выявлено прогрессирующее уменьшение перекисной резистентности эритроцитов [115]. Таким образом, при иммобилизационном стрессе возникает недостаточность всех звеньев антиоксидантной защиты клеток - ферментативного и неферментативного - и активируются процессы ПОЛ.

Иммобилизация взрослых крыс сопровождалась увеличением содержания НАД+ и НАДФ+ на 28 и 64% соответственно, по сравнению с их уровнем у интактных животных. При этом концентрация НАДН·Н+ у них достоверно не изменялась, а НАДФН·Н+ - снижалась на 39% по сравнению с исходным уровнем.

Возникающие сдвиги дополнялись увеличением соотношения НАДФ+/НАДФН·Н+ и НАДН·Н+/НАДФН·Н+ на 200 и 130% соответственно, по сравнению с величиной аналогичных показателей у интактных животных. Причиной подобных изменений авторы считают использование НАДФН·Н+ в процессах микросомального окисления и реакциях, связанных с восстановлением глутатиона в тканях печени при стрессе [85]. При этом уменьшение содержания НАДФН·Н+ создает определенные предпосылки для ограничения скорости микросомального окисления в печени взрослых крыс при стрессе.

Кроме того, у взрослых животных при иммобилизации в печени происходит увеличение концентрации глюкозо-6-фосфата, фосфоенолпирувата, пировиноградной и молочной кислот на 318, 100, 183 и 38% соответственно, по сравнению с таковыми у интактных животных. Причем возникающие сдвиги не сопровождались изменением активности ферментов катаболизма глюкозы. Важно отметить, что усиление анаэробного гликолиза в печени взрослых крыс при стрессе сопровождается одновременным накоплением в ней промежуточных продуктов гликолиза и молочной кислоты. Подобная ситуация может возникать в условиях ограничения скорости окислительного декарбоксилирования пирувата за счет ингибирования пируватдегидрогеназного комплекса. Уменьшение интенсивности окислительного декарбоксилирования пирувата приобретает особую роль в адаптации клеток к сопровождающей стресс гипоксии. Это связано с тем, что ингибирование пируватдегидрогеназного комплекса приводит к снижению скорости восстановления НАД+. В условиях гипоксии данный факт, несомненно, имеет адаптивное значение [84]. Вместе с тем, накопление пировиноградной кислоты при ингибировании пируватдегирогеназного комплекса в клетках способствует их защите от свободнорадикального повреждения при стрессе.

Изменение газового состава при остром иммобилизационном стрессе выражалось в достоверном снижении рН среды, концентрации бикарбоната, напряжения углекислого газа и кислорода у стрессированных животных. Также происходят изменения в электролитном составе крови, что выражается в существенном повышении концентрации К+. На концентрацию Na+ острый иммобилизационный стресс не оказывал статистически достоверного влияния.

При воздействии терагерцового излучения на частотах оксида азота (150,176ГГц) в течение 30 минут наблюдается полная нормализация газового и электролитного состава крови - все вышеперечисленные показатели не отличались от данных групп контроля. Авторы отмечают, что напряжение кислорода в крови после 30 минутного воздействия терагерцовыми волнами на частотах оксида азота у облученных крыс становится даже несколько выше, чем в контрольной группе, т.е. этот временной режим наиболее эффективен [304].

Также КВЧ-излучение оказывает влияние на гемокоагуляционные показатели при иммобилизационном стрессе [114]. Полученные исследователями результаты являются новым, эффективным подходом для коррекции метаболических нарушений, вызванных стрессовой реакцией.

Гистологическое исследование показало, что у крыс после острого иммобилизационного стресса в слизистой желудка развиваются эрозивные поражения. Деструктивный процесс захватывает только слизистую, не проникая в подслизистую и мышечную оболочки, что свидетельствует об отсутствии язвообразования. Гиперемия и отек захватывают весь слой желез до мышечной пластинки слизистой, наблюдается стаз эритроцитов и формирование микротромбов, что свидетельствует о ДВС-синдроме [325].

Также при иммобилизационном стрессе выявлены существенные сдвиги в обмене гликопротеинов как в крови, так и в стенке желудка. Обнаруженные нарушения в обмене гликопртеинов, выполняющих барьерные и другие защитные функции в тканях, могут играть существенную роль в развитии язвенных повреждений в слизистой оболочке желудка при стрессогенных воздействиях на организм [311].

Также в эксперименте на крысах установлено, что острый и особенно хронический иммобилизационный стресс сопровождается нарушением оксидантно-антиоксидантного баланса в сердце, что проявляется накоплением в миокарде МДА и ДК, на фоне снижения активности СОД и каталазы [74].

В работе [303] изучены изменения пула фосфолипидов в эритроцитах при длительном иммобилизационном стрессе у стресс-устойчивых и стресснеустойчивых крыс. Показано, что у стресс-устойчивых животных содержание фосфатидилхолина в мембранах эритроцитов достоверно выше, чем у стресснеустойчивых. В процессе 45-дневного иммобилизационного стресса в мембранах эритроцитов происходит снижение содержания фосфатидилхолина, на фоне увеличения содержания лизофосфолипидов в обеих группах. При этом сдвиги содержания сфингомиелина, фосфатидилсерина и фосфатидилэтаноламина носили стадийный характер, с пиковыми значениями изменений на 10-20 сутки иммобилизационного стресса. Выявлена также зависимость этих изменений от стресс-устойчивости животных. Характерные изменения о стрессиндуцированных системных нарушениях мембранного биогенеза выявлены и липидном составе головного мозга [302].

Показано, что травматическое повреждение сопровождается острой стрессовой реакцией, которая характеризуется значительной активацией свободнорадикальных процессов, нарушением оксидантного баланса, особенно в первые сутки после травмы. Это проявляется накоплением продуктов ЛПО с максимальными значениями на 1-3 сутки после травмы, на фоне снижения концентрации плазменного антиоксиданта - церулоплазмина (ЦП). Однако к концу 7-х суток содержание продуктов ЛПО снижается, приближаясь к нормальным значениям, а содержание ЦП становится даже несколько выше исходных значений, что говорит о компенсированной стрессовой реакции и стабилизации острых посттравматических явлений [112; 276; 319]. Кроме того, у травматологических больных в отдаленные сроки лечения на оксидантный баланс оказывают влияние частицы износа ортопедических материалов [43].

Анализ показателей минерального обмена у травматологических больных позволил установить, что при закрытых переломах костей голени у пациентов на момент поступления содержание общего кальция в сыворотке крови было снижено на 7,4%, тогда как концентрация свободных ионов кальция от нормы достоверно не отличалась. На 14-е сутки фиксации происходило снижение содержания ионизированного кальция на 9,1%, что авторы связывают со значительным увеличением его потребления костью из крови [149]. При этом установлено, что при переломе костей голени параллельно изменениям минерального обмена меняется со схожей динамикой активность ЩФ и тартратрезистентной фракции КФ (ТрКФ), а также их соотношение - индекс фосфатаз (ЩФ/ТрКФ). Известно, что активность ЩФ отражает функционирование остеобластов, ТрКФ - остеокластов. Это объясняет изменение активности данных ферментов в динамике метаболических сдвигов в процессе заживления перелома.

Значительное изменение активности ЩФ и ТрКФ, а также показателей минерального обмена и содержания лактата, МДА и веществ низкой и средней молекулярной массы обнаружены у пациентов с заболеваниями суставов [229].

Суммарное содержание креатина и креатинфосфата в скелетных мышцах травмированного сегмента у мышей после перелома костей голени имело тенденцию (на 4,9%) к увеличению на 3-и сутки относительно контроля, с последующей тенденцией к снижению (на 2,6% и 3,7%) на 7-е и 28-е сутки соответственно. Это сопровождалось значительным накоплением в костях голени минеральных (Ca и P) и органических (коллаген) веществ [255].

После переломов костей конечностей происходит снижение сократительных характеристик скелетных мышц травмированного сегмента, причем неполное восстановление этих функций наблюдается не только на момент окончания лечения, но и в отдаленные сроки после него [327; 328]. При этом снижение сократительной способности мышц происходило на фоне роста сродства миозина к АТФ в мышцах в посттравматический период [257]. Причину этого явления авторы объясняют тем, что в посттравматический период в мышцах синтезировался миозин с измененными кинетическими характеристиками и/или происходила модификация зрелых (функционирующих) молекул данного белка.

Кроме того, в опытах на собаках с переломом голени установлено увеличение содержанием в плазме крови ХС с максимальными значениями на 14е сутки после перелома, на фоне увеличения содержания МДА и снижением активности СОД [163].

В работе [72] показано сопряжение показателей NO и МДА после травмы.

При этом наибольшая величина содержания МДА отмечена на 14-й день после травмы, что также свидетельствует о стадийности окислительного стресса.

В работе [256] изучена активность ферментов креатинкиназы (КК), ЛДГ, АСТ и АЛТ в сыворотке крови при переломе костей голени у собак и пациентов с закрытым переломом костей голени. Установлено значительное увеличение активности указанных ферментов на 3-и сутки после травмы. При этом у собак активность КК оставалась повышенной до 35-х суток фиксации, а активность АЛТ и АСТ до 14-х суток наблюдения. У травматологических больных активность ЛДГ, КК, АСТ и АЛТ увеличивалась на 3-и сутки после начала лечения и не отличалась от нормы в следующие сроки наблюдения. Следует также отметить, что активность общей ЛДГ увеличивась за счет ЛДГ5.

Показано, что в раннем посттравматическом периоде (до 14-х суток после травмы) у пациентов с закрытым переломом костей голени показателями, имевшими наиболее значимую прямую корреляцию со сроками фиксации были:

низкие концентрации общего белка (ниже 60 г/л) и альбумина (ниже 35 г/л) в первые 3 суток после травмы; длительное сохранение (до 14-х суток) высоких концентраций лактата (выше 2,3 ммоль/л) и активности КК (выше 190 Е/л) в сыворотке; нарастание уровня мочевины (выше 8,3 ммоль/л) к 14-м и более суткам фиксации [274].

Следует обратить внимание на то, что в качестве метода лечения закрытого перелома голени, в вышеуказанных работах был выбран метод Илизарова.

При экспериментальном травматическом шоке у крыс также наблюдаются проявления оксидантного стресса: гиперпродукция свободных радикалов, подавление функции эндогенной антиоксидантной системы и активация процессов ПОЛ [183].

Перелом кости сопровождается развитием воспаления, стресса и ишемией поврежденного участка ткани. Указанные факторы вызывают активацию свободнорадикального окисления и усиление альтернативных изменений в области перелома. Введение опиоидных пептидов (ОП) не предотвращало повышение продуктов ЛПО у мышей в области перелома, однако увеличение содержания МДА и ДК было значительно более низким, чем у животных контрольной группы на протяжении всего эксперимента. В свою очередь ограничение содержания ЛПО приводит к уменьшению повреждения регенерирующей костной и окружающей тканей, что, по видимому, способствует более быстрому формированию регенерата в области перелома [152].

Таким образом, ограничение двигательной активности, иммобилизационный стресс и травма приводят к изменению в протекании всех видов обмена веществ, что в свою очередь затрагивает функционирование всех систем организма.

1.3 Роль оксидантного стресса в патогенезе метаболических нарушений и их коррекция антиоксидантами Стресс является актуальным предметом исследований различных отраслей науки: биологии, медицины, психологии, социологии. Это связано с увеличением информационного потока, гиподинамией, чрезмерной физической нагрузкой, воздействием неблагоприятных факторов внешней среды [18]. Развитие стрессреакции изменяет функциональную активность различных органов и систем, в том числе нервной и иммунной [164; 218; 235; 251; 281; 290; 299; 323]. При этом характерной чертой различного вида стрессовых реакций является изменение оксидантного баланса в различных органах и тканях организма [233].

В последние годы все большее внимание исследователей привлекает проблема оксислительного стресса. Под этим состоянием понимают сдвиг тканевого баланса антиоксидантов и прооксидантов в сторону последних.

Следствием является срыв функционирования защитных систем и развитие окислительного повреждения ткани, что в свою очередь приводит к поломке компенсаторно-приспособительных механизмов. В организме существует физиологически нормальный уровень свободнорадикальных процессов и ПОЛ, необходимый для регулирования липидного состава и проницаемости мембран, а также для ряда биосинтетических процессов. Данное функциональное состояние определяется функционированием сложной и тканеспецифичной системы ингибиторов свободнорадикального окисления [113; 187]. Функциональная активность ключевых низкомолекулярных антиоксидантов тканей и биологических жидкостей организма в значительной степени может определять адаптивные возможности и адаптивные реакции на уровне целостного организма [324].

Показано, что состояние острой компенсированной стрессовой реакции сопровождается активацией ПОЛ в периферической крови. Одновременно увеличивается концентрация одного из основных антиоксидантов плазмы крови ЦП, уровень, которого рассматривается как объективный показатель силы стрессовой реакции [56; 58; 261]. При этом адаптация к стрессовым воздействиям сопровождается снижением содержания продуктов ПОЛ и концентрации ЦП, хотя их значения остаются несколько выше по сравнению с группой контроля [298]. Следует добавить, что данная динамика характерна для компенсированной стрессовой реакции.

Как уже было сказано, окислительный стресс представляет собой нарушение равновесного состояния между прооксидантами и антиоксидантами в сторону прооксидантов. Прооксидантами, т.е. факторами, которые вызывают повышенное образование свободных радикалов, выступают самые различные стимулы: внешние (например, курение, некоторые пищевые продукты, поллютанты и т.д.) и внутренние (прежде всего, активированные кислородные радикалы). Антиоксидантная защита в организме представлена различными по структуре и своим свойствам соединениями, которые делятся на 2 большие группы: ферментативные (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза, церулоплазмин и др.) и неферментативные (аскорбиновая, мочевая и тиоктовые кислоты; токоферолы, коэнзим Q и др.) [106; 329; 433; 446].

Следует отметить, что некоторые антиоксиданты (например, аскорбиновая кислота) одновременно обладают и прооксидантными свойствами [124].

Дисбаланс между антиоксидантами и прооксидантами с активацией процессов свободнорадикального окисления ассоциируется с дифункцией митохондрий, нарушениями синтеза АТФ и окислительного фосфорилирования, усилением гликолиза и другими процессами. Повышение образования в живой клетке свободных радикалов, т.е. молекул с неспаренным электроном на внешней орбите (например, супероксидный О2-, гидроксильный НО· радикалы), приводит к неблагоприятным сдвигам клеточного метаболизма, в результате которого возможны повреждение белков и липидов, в том числе в составе биомембран, нарушение окислительного фосфорилирования в митохондриях, митогенеза и другие процессы, приводящие к ухудшению функции клетки и, в крайнем варианте, к ее гибели, апоптозу [151; 512; 530]. Полагают, что окислитетельная модификация белков имеет более выраженный характер, нежели ПОЛ, поэтому более предпочтительна для оценки метаболизма [275; 548].

Накоплены убедительные доказательства того, что окислительный стресс играет важную роль в развитии заболеваний [14; 76].

При этом исходят из того, что для подобного утверждения необходимо соблюдение следующих критериев:

1) есть данные об его ассоциации с заболеваниями;

2) известны точные механизмы окислительного стресса, вызывающего болезнь;

3) есть экспериментальное подтверждение связи с болезнью на моделях животных;

4) антиоксиданты устраняют проявление болезни.

Необходимость коррекции оксидантного баланса показана при широком спектре патологий, в том числе хирургической [21; 30; 39; 65; 66; 83; 177; 181;

277; 291; 306; 315].

Анализ литературы показывает, что наиболее изученными является влияние окислительного стресса на метаболизм связанный с функционированием сердечно-сосудистой системы, что имеет важнейшее значение для понимания этиологии, патогенеза, лечения и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Однако обнаруживаются общие закономерности влияния оксидантного баланса на метаболизм во всех органах и тканях организма.

Так, установлено накопление продуктов ПОЛ в нейронах и нейрональных клетках симпатических ганглиев [478]. В гипоталамусе стрессовая реакция также характеризовалась накоплением конечных продуктов ЛПО - ОШ, на фоне незначительного снижения промежуточных продуктов ЛПО - ДК [284].

Выявлено снижение активности фементативного и неферментативного звеньев антиоксидантной системы ликвора, лимфоцитов и плазмы/сыворотки крови, больных с рассеянным склерозом [132], снижение уровня активности СОД, каталазы, глутатионредуктазы, содержания глутатиона, токоферола, убихинона и его окисленной формы, трансферрина, аскорбиновой кислоты, ретинола, количества сульфгидрильных групп в плазме крови и ликворе при всех формах и типах течения [1; 355]. Снижение ресурсов системы АОЗ показано и при системной склеродермии [321].

Патологию поджелудочной железы также можно рассматривать как одно из последствий патологической активации свободных радикалов в организме человека [47; 52]. При остром панкреатите некомпенсированно усиливается ПОЛ, приводящее к нарушению мембранных структур как наиболее чувствительных к действию АФК, а нарастание продуктов ПОЛ прямо зависит от тяжести воспалительных изменений в ткани поджелудочной железы. Эти изменения происходят на фоне депрессии антиоксидантной системы, в том числе сниженной активности каталазы, СОД, глутатионпероксидазы. Накопление суперизбыточных продуктов ПОЛ в значительной мере и определяет развитие синдрома эндогенной интоксикации, утяжеляя течение патологического процесса [272]. Поэтому лечение острого панкреатита, как и лечение любой острой хирургической патологии, протекающей на фоне некомпенсированного усиления ПОЛ, должно включать применение природных (витамины А, В6, Е, С и др.) и синтетических (органические соединения серы, фенолы, пирогаллол, фенотиазин, селенсодержащие соединения, дибунол) антиоксидантов [133]. Показано, что некомпенсированное развитие ПОЛ в печени собак с геморрагическим панкреатитом к концу 1-х суток многократно усиливает первичное повреждение печени циркулирующими в крови продуктами распада клеток поджелудочной железы. В услових нарастающего снижения кровотока в поджелудочной железе (гипоксия) железо разрушенных эритроцитов интенсифицирует разложение гидроперекисей липидов с образованием высокотоксичных продуктов ПОЛ (МДА). При этом назначение антиоксидантов - -ТФ и ионола (2,6-ди-трет-бутилметилфенола) существенно сглаживало последствия оксидантного стресса [282].



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
Похожие работы:

«Библиотека журнала "Чернозёмочка" Р. Г. Ноздрачева Абрикос. Технология выращивания "Социум" Ноздрачева Р. Г. Абрикос. Технология выращивания / Р. Г. Ноздрачева — "Социум", 2013 — (Библиотека журнала "Чернозёмочка") ISBN 978-5-457-69882-6 Авто...»

«Vestnik OrelGAU, 2(53), April 2015 УДК / UDC 712.41:73.023 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ АРБОПЛАСТИЧЕСКИХ СКУЛЬПТУР В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ THE HISTORY OF DEVELOPMENT AND THE TECHNIQUE OF ARBOPLASTIC SCULPTURE FORMATION IN THE CONDITIONS OF THE URBAN...»

«ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА "Общая экология" является обязательной дисциплиной в системе экологического образования. В рамках "Общей экологии" студенты получают целостное представление об экологии как фундаментальной биологической науке, знакомятся с общими законами и теоретическими конструкциями экологии. Усвоенные знания яв...»

«Составитель: д.б.н. А.В. Кульбачинский Рабочая программа составлена на основании федерального государственного образовательного стандарта, разработанного для реализации основных профессиональных образовательных программ высшего образования программ подготовки научно-педагогических кадров в ас...»

«Японские исследования. 2016. №1 www.ifes-ras.ru/js Экологические проблемы в Японии: между прошлым и будущим И.С. Тихоцкая После краткого исторического экскурса в статье анализируются особенности подхода Японии к решению экологических проблем...»

«Технические науки УДК 628.517.2 Саньков Петр Николаевич кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры архитектуры Государственное Высшее Учебное Заведение "Приднепровская гос...»

«РАЗРАБОТАНА УТВЕРЖДЕНО Кафедрой ветеринарной медицины Ученым советом Университета (заседание кафедры от "04" сентября 2014, протокол № 2) от "22" сентября 2014 г., протокол № 1 ПРОГРАММА КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ в соответствии с темой диссертации на соискание ученой с...»

«ЯСАКОВА Ольга Николаевна ФИТОПЛАНКТОН СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЧЕРНОГО МОРЯ 25.00.28 океанология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук 28 НОЯ 2013 Мурманск 0055410^4 Работа выполнена в Южном Научном Центре РАН и Институте ари...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВО "Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина"ЭКОЛОГИЯ РЕЧНЫХ ЛАНДШАФТОВ Сборник статей по матер...»

«2 декабря 2009 года N 308-ФЗ РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН О ФЕДЕРАЛЬНОМ БЮДЖЕТЕ НА 2010 ГОД И НА ПЛАНОВЫЙ ПЕРИОД 2011 И 2012 ГОДОВ Принят Государственной Думой 20 ноября 2009 года Одобрен Советом Федерации 25 ноября 2009 года (в ред. Федеральных законов от 04.05.2010 N 71-ФЗ, от 23.07.2010 N 185-ФЗ, от 03....»

«2 1. Цели освоения дисциплины Цель дисциплины "Основы биохимии и молекулярной биологии" – дать фундаментальные знания о строении и свойствах химических соединений, входящих в состав живой материи, их взаимных превращениях, о значении биохимических процессов с их участием для понимания физико-хими...»

«УДК 574.51 ВЫЯВЛЕНИЕ ЛИМИТИРУЮЩЕГО ЭВТРОФИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТА В ВОДНОЙ ЭКОСИСТЕМЕ © 2015 А. Ю. Жидкова (Гусева)1, Н. В. Гусакова2, В. В. Петров3 аспирант, ст. преподаватель ТПИ ДГТУ e-mail: soleils@bk.ru канд. пед. наук, доцент кафедры ТБЭХ, e-mail: gnv2...»

«Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования города Нижневартовска "Центр детского творчества" Рабочая дополнительная общеобразовательная общеразвивающ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ЭКОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА Администрация города Кемерово И. Ю. УСКОВ КЕМЕРОВО: РОЖДЕНИЕ ГОРОДА Кемерово Кузбассвузиздат УДК 94 (571.17) "16/19" ББК Т3 (2Рос–4Ке) У75 Утверждено к печати ученым советом Института экологии человека СО РАН Работа выполнена в рамках научной програм...»

«МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ДВОРЕЦ ДЕТСКОГО (ЮНОШЕСКОГО) ТВОРЧЕСТВА ЦЕНТР ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОУ ЛИЦЕЙ №1525 "ВОРОБЬЁВЫ ГОРЫ" Реализация образовательной программы "Живому – жить! (4)" Посвящается Году семьи в РФ (2008), Году молоджи в России (2009) и Году равных возможностей в М...»

«Бюллетень Брянского отделения РБО, 2016. Bulletin of Bryansk dpt. of RBS, 2016. № 1(7). С. 30–45. N 1(7). P. 30–45. ГЕОБОТАНИКА УДК 581.52.342 ОХРАНА РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАСОЛЁННЫХ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПНОЙ И СТЕПНОЙ ЗОН В ПОВОЛЖЬЕ. СООБЩЕНИЕ 2 © Т. М. Лысенко T. M. Lysenko Protecti...»

«Логинов Дмитрий Сергеевич СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАТИВНОГО И РЕКОМБИНАНТНОГО ЛИГНОЛИТИЧЕСКОГО ФЕРМЕНТА – ЛАККАЗЫ Специальность 03.01.04 – "биохимия" АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук МОСКВА 2010 Работа выполнена в лаборатории молекулярных основ биотранс...»

«Труды БГУ 2013, том 8, часть 2  УДК 581:576.3 БЕЛКИ КЛЕТОЧНЫХ ЯДЕР ПРИ ЭКСПРЕССИИ И МОДИФИКАЦИИ ГЕНОМА О.В. Чижик ГНУ "Центральный ботанический сад НАН Беларуси, Минск, Республика Беларусь e-mail: office@cbg.org.by В настоящее время протеомика стала необходимой методологией в различных с...»

«"ПЕДАГОГИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА" Электронный журнал Камского государственного института физической культуры Рег.№ Эл №ФС77-27659 от 26 марта 2007г №4 (3/2007) УДК 796...»

«30-49 УДК 504 i пни KZ9900885 Ю.А. Бродская V РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА В ГОРОДЕ АЛМАТЫ Действие радиации на человека и окружающую среду приковывает к себе пристальное внимание общественности и вызывает научный и практический интерес. Существуют несколько видов излучений, которые сопровождаются высвобождением различного количества энерги...»

«Тема: Урок-зачет в 10 классе по теме Основы экологии (дифференцированные уровневые варианты) Цель: Закрепить полученные знания по данной теме. Оборудование: карточки с текстовыми заданиями, I и П задания базовые, остальные усложненные, работа рассчитана на 40 минут. За каждый вопрос 1 балл вс...»

«2017 Курс ХБ/ХОБП: Химические основы биологических процессов Часть I. Химическая биология проф. Копылов Алексей Михайлович асс. Завьялова Елена Геннадиевна (кафедра химии природных соединений) Лекции на сайте: http://vsb.fbb.msu.ru/projects/edu/wiki/HpsKopylov In May 2010, a team of scientists led by Venter became the first to successfully create...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.