Влияние антиоксидантов на изменение показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы при физической нагрузке

Баранов Н.П., Золотухина В.С., Рудницкий А.П.
Сургутский государственный университет
г. Сургут

Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ), играя важную роль в нормальном функционировании клетки, выступают и как ранние ключевые звенья ответной реакции организма на стрессорные состояния. Интенсивная физическая нагрузка, являясь стрессовым фактором, также сопровождается активацией процессов ПОЛ. Кроме того, при любой физической нагрузке потребление кислорода в органах возрастает в несколько раз и зависит от интенсивности и длительности нагрузки. Соответственно повышается уровень свободнорадикальных процессов в тканях. Усиленное образование продуктов ПОЛ в организме при мышечной нагрузке может свидетельствовать о снижении активности антиоксидантной системы (АОС). Соотношение этих процессов в организме во многом определяет структуру и функции биологических мембран. Таким образом, их исследование может иметь значение для понимания механизмов, обеспечивающих адаптационные процессы при мышечной деятельности.

В условиях производства, при освоении северных регионов, при занятиях спортом нередко интенсивные физические нагрузки выполняются при низкой температуре окружающей среды. Сочетанное влияние физических и холодовых нагрузок на функционирование организма остается малоизученным. В связи с этим не разработаны средства фармакологической коррекции возникающих при этом патологических изменений.

Цель нашего исследования.

Изучить влияние интенсивных физических нагрузок на состояние процессов ПОЛ и АОС у экспериментальных животных

Оценить эффективность применения отдельных антиоксидантных препаратов при этих нагрузках.

Задачи исследования

Исследовать динамику работоспособности организма на различных этапах адаптации к мышечной деятельно.

Экспериментально обосновать целесообразность использования антиоксидантных препаратов, как средств управления адаптационным процессом в спортивной практике.

Материалы и методы. Эксперименты проводились на белых беспородных крысах массой 180-220 г. С целью изучения срочных физиолого-метаболических реакций на физическую нагрузку нами использовано однократное плавание животных с грузом 10% от массы тела до субъективного отказа при температуре воды 28-30° С. Препараты витаминов С, Е в сочетании с селеном и антиоксиданты микрогидрин и гипоксен вводили внутрижелудочно трехкратно за 45 минут перед интенсивной физической нагрузкой с 24-часовым интервалом. Дозы препаратов аскорбиновой кислоты, витамина Е и селена, микрогидрина рассчитывались индивидуально и составили соответственно 15мг/кг, 6мг/кг и 1,5мкг/кг, 15мг/кг и 30 мг/кг. Контролем служила группа, получавшая в течение 3-х дней перед максимальной физической нагрузкой дистиллированную воду.

Через 1 час после окончания плавания опытных и контрольных животных декапитировали под легким эфирным наркозом.

Установлено, что сыворотка крови и эритроциты содержат в достаточном количестве субстрат для ПОЛ, его активаторы, а также показатели системы антиоксидантной защиты и отражают состояние ПОЛ - АОС всего организма. Таким образом, в нашей работе мы проводили определение первичных продуктов ПОЛ – диеновых коньюгатов (ДК) в эритроцитах, промежуточных продуктов - малонового диальдегида (МДА) в сыворотке крови. Определение активности супероксиддисмутазы и каталазы. Методом оценки антиоксидантной защиты служило определение общей антиокислительной активности (АОА) сыворотки крови, оцениваемой по степени ингибирования перокисления Твина–80.

Результаты исследований подвергали статистической обработке. Различия средних величин оценивали по критерию Стьюдента.

Результаты и обсуждение. Как следует из таблицы 1 при максимальной однократной физической нагрузке отмечается по сравнению с интактной группой статистически достоверное увеличение концентрации ДК в эритроцитах и МДА в сыворотке крови, уменьшение активности каталазы и недостоверное увеличение активности СОД.

а также уменьшение АОА сыворотки по сравнению с этими показателями у интактных животных. Что касается сульфгидрильных групп, то тут мы наблюдали достоверное их снижение.

После предварительного трехкратного введения антиоксидантов, содержание ДК было достоверно снижено по сравнению с контрольной группой.

Аналогическую картину мы наблюдали и по содержанию МДА.

Что касается активности каталазы, то мы наблюдали снижение активности этого фермента у всех групп кроме группы принимавших гипоксен.

Достоверное снижение активности СОД отмечалось только у крыс принимавших гипоксен.

Содержание сульфгидрильных групп достоверно повышалось только у крыс, которым вводили только гипоксен.

Повышение АОА по сравнению с контролем наблюдалось у всех групп животных кроме принимавших витамин С.

Учитывая, что содержание ДК, МДА, сульфгидрильных групп, а также активность СОД и каталазы отражает текущее состояние ПОЛ, можно сделать вывод о снижении интенсивности свободнорадикальных реакций в эритроцитах и сыворотке крови опытных животных под влиянием антиоксидантов разных групп.

Общая АОА сыворотки крови, в группах, получавших антиоксиданты, была значительно выше, чем у животных, выполнявших максимальную физическую нагрузку без прикрытия антиоксидантами.

Таблица 1. Влияние антиоксидантов на содержание продуктов ПОЛ и АОА У животных при максимальной однократной физической нагрузке

Группы животных

Биохимические показатели

ДК

МДА

АОА

Каталаза

СОД

SH-группы

Интактные

6,99±0,65

3.66 ±0.33

79.78 ±2.75

272.81 ±21.42

170.05 ±19.16

22.03 ±0.92

Контроль

12.21 ±0.73

Р1<0,001

5.59 ±0.34

Р1<  0.05

66.42 ±1.24

Р1<  0.05

395.25 ±25.42

Р1<  0.05

200.82 ±10.90

Р1>0.05

19.46 ±0.63

Р1<  0.05

Гипоксен

5,1 ±1,08

Р2 <0,001

2,1 ±0,2

Р2 <0,001

72 ,77±2,45

Р2 >  0.05

420,62 ±14,4

Р2 >  0.05

145,99 ±13,32

Р2<  0.05

21,15 ±0,41

Р2 >  0.05

Микрогидрин

4,83 ±0,89

Р2 <0,001

1,86 ±0,2

Р2 <0,001

73,78 ±1,55

Р2<  0.05

359,84 ±11,69

Р2 >  0.05

264,45 ±8,83

Р2<  0.05

21,06 ±0,52

Р2<  0.05

Вит. Е+Se

9,51 ±0,32

Р2<  0.05

3,11 ±0,28

Р2 <0,001

76,24 ±0,72

Р2 <0,001

245,35 ±19,01

Р2<  0.05

174,52 ±5,62

Р2 >  0.05

15,12 ±0,80

Р2<  0.05

Вит. С

8,31 ±0,27

Р2 <0,001

4,09 ±0,29

Р2 <0,01

66,68 ±2,16

Р2 >  0.05

259,25 ±5,90

Р2<  0.05

171,71 ±10,14

Р2 >  0.05

18,62 ±1,0

Р2 >  0.05

Р1 рассчитано по отношению показателей контрольной группы к интактной.

Р2 рассчитано по отношению показателей опытной группы к контрольной.

Выводы. В ходе экспериментов было установлено, что интенсивная физическая нагрузка приводит к активации процессов ПОЛ и уменьшению АОА сыворотки крови.

Предварительное введение антиоксидантов способствует снижению промежуточных и конечных продуктов ПОЛ и усилению антиокислительной активности.

Учитывая тот факт, что именно процессы ПОЛ являются лимитирующими факторами в развитии утомления, можно предположить, что применение антиоксидантов является обоснованным с целью увеличения работоспособности при максимальных физических нагрузках.