Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И БАКТЕРИЦИДНАЯ СИСТЕМА НЕЙТРОФИЛОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

Величко Т.И. 1
1 ФГБОУ ВПО «Самарский государственный университет»
В статье констатируется, что под действием стрессорных факторов, одним из которых является физическая нагрузка, усиливается интенсивность перекисных процессов, происходит изменение защитной реакции организма и метаболической активности нейтрофилов крови. Исследования биохимических и цитохимических параметров дают важную информацию о влиянии спортивной тренировки на состояние различных систем организма спортсмена и состоянии его здоровья. Установлено наличие корреляционных связей между уровнем функционирования системы ПОЛ-АО и функциональным состоянием нейтрофильных гранулоцитов, а также установлено, что у юношей пловцов уровня первого разряда и КМС состояние нейтрофилов, важных элементов бактерицидной системы крови, значимо отличается от таковой у не занимающихся спортом того же возраста и пола.
периоды тренировочного цикла
спортсмены
антиоксиданты
перекисное окисление липидов
нейтрофилы
1. Андреева Л.И. и др. Модификация метода определения перекиси липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой // Лаб.Дело. – 1988. – №11. – С.86-89.
2. Дятлов Д.А. Изменения функционального статуса и циркулирующих фагоцитов как критерий риска развития респираторных инфекций у спортсменов-лыжников / Д.А. Дятлов, И.А. Волчегорский, Е.Д. Пушкарев // Иммунология. – 1988. – № 5. – С. 59 – 61.
3. Карпищенко А.И. Медицинские и лабораторные технологии и диагностика. - СПб: Интермедика,1999. – 656 с.
4. Карпман В.Л. Тестирование в спортивной медицине / В.Л. Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков. – М.: Физкультура и спорт, 1988. – 208 с.
5. Маянский А.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге / А.Н. Маянский, Д.Н. Маянский. – Новосибирск: Наука, 1989. – 254 с.
6. Павлинский С.Л. Роль лейкоцитарного звена в активации процессов перекисного окисления липидов в организме / С.Л. Павлинский, П.В. Пигаревский, В.Н. Загольская // Физиология человека. – 1997. – Т. 25, № 5. – С. 99 – 104.
7. Шубич М.Г. Выявление катионного белка в цитоплазме лейкоцитов с помощью бромфенолового синего // Цитология. –1974. – Т.16. – № 10. – С.1321–1322.
8. Шубич М.Г. О неспецифичности цитохимического выявления кислой фосфатазы в нейтрофильных лейкоцитах // Лаб.Дело. – 1980. – № 3. – С.150–154.
9. Шубич М.Г. Щелочная фосфатаза лейкоцитов в норме и патологии. – М.: Медицина, 1980. – 224 с.
В основе достижения спортивного результата лежат адаптационные процессы, происходящие в организме. Физическая нагрузка может быть одним из факторов, повышающих интенсивность ПОЛ. На сегодня установлено, что определяющим является не столько уровень ПОЛ, сколько состояние системы «перекисное окисление липидов - антиоксиданты» (ПОЛ-АО) в организме, определяющей возможности развития дезадаптационных расстройств и возникновение патологий.

Дестабилизация гомеостаза вне зависимости от источника возмущения сопровождается изменением количества и функциональной активности нейтрофилов (Нф) периферической крови, что рассматривается как один из универсальных экстренных механизмов реакции организма на нарушение постоянства внутренней среды.

Спортивная тренировка, существенно изменяется в течение годичного цикла подготовки в соответствии с задачами конкретного периода. Исследования биохимических и цитохимических параметров дают важную информацию о влиянии спортивной тренировки на состояние различных систем организма спортсмена, состоянии здоровья, а также о физиологических механизмах оздоровительного эффекта физической тренировки.

Цель исследования - оценка свободнорадикальных процессов и бактерицидной системы нейтрофиловпериферической крови при физических нагрузках.

Материал и методы исследования

В группу обследования входили студенты, спортсмены (КМС, I разряд) пловцы мужского пола, в возрасте 18 - 21 года. Контрольную группу составили юноши того же возраста, занимающиеся физической культурой только в рамках вузовской программы. Схемы круглогодичной тренировки у спортсменов строились с учетом теории периодизации спортивной тренировки в течение года и включали подготовительный, соревновательный и восстановительный периоды. При обследовании были использованы цитохимические методики определения в Нф уровня миелопероксидазы (МПО) [3], содержание катионных белков (КБ) [7], уровень кислой фосфатазы (КФ) [8] и щелочной фосфатазы (ЩФ) [9]. Биохимический метод был использован для определения уровня ПОЛ-АО по содержанию малоновогодиальдегида (МДА) [1] и активности каталазы [3] в плазме крови и эритроцитах. Уровень физической работоспособности определяли с помощью пробы PWC170 и максимального потребления кислорода (МПК) [4]. Статистическая обработка данных производилась методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента, статистически достоверными считались данные при p<0,05, p<0,01, p<0,001.

Для выявления взаимосвязи между уровнем физической работоспособности, уровнем функционирования системы ПОЛ-АО и компонентами бактерицидных систем Нф был проведен корреляционный анализ полученных данных с помощью компьютерной программы математического анализа «SPSSStatistics 17.0».

Результаты исследования и их обсуждение

Изучение динамики уровня МДА в плазме крови и эритроцитах в группе пловцов позволило установить волнообразную динамику его подъема и спада в различные периоды подготовки. Максимальный показатель в соревновательном периоде - в плазме крови 3,56±1,431 мкмоль/л и в эритроцитах 568,66±43,634 мкмоль/л; минимальный в восстановительном периоде - в плазме крови 2,47±0,16 мкмоль/л и в эритроцитах 219,15±11,762 мкмоль/л.

Уровень МДА в плазме крови у пловцов статистически значимо был снижен по сравнению с контролем в подготовительном и соревновательном периоде (2,76±0,221 мкмоль/л и 3,56±1,431 мкмоль/л соответственно против 4,49±0,632 мкмоль/л в контроле, p<0,001). В восстановительный период уровень МДА у пловцов не отличался от такового в контрольной группе.

Уровень МДА в эритроцитах является информативным показателем интенсивности процессов свободнорадикального окисления в мембранах клетки. Уровень МДА в эритроцитах пловцов в подготовительном, соревновательном и восстановительном периодах существенно и значимо ниже такового в контроле (p<0,001).

Антиоксидантная защита тормозит свободнорадикальное окисление липидов. Динамика активности каталазы в плазме крови пловцов без резких скачков, в эритроцитах - показывает большой скачек в соревновательном периоде, в остальных периодах показатели близки.

При анализе активности каталазы плазмы крови было установлено, что уровень этого фермента, метаболизирующего перекись водорода, у пловцов несколько снижен в подготовительном периоде (0,05±0,012ммоль/мин/л против 0,1±0,02 ммоль/мин/л в контроле, p<0,02) и существенно повышен у пловцов в соревновательном и восстановительном периоде (0,14±0,012 ммоль/мин/л против 0,1±0,02 ммоль/мин/л в контроле, p<0,05 и 0,08±0,022 ммоль/мин/л против 0,05±0,014 ммоль/мин/л в контроле соответственно).

Активность каталазы в эритроцитах пловцов в подготовительном периоде резко снижена (3,1±0,63 ммоль/мин/л против 9,9±1,69 ммоль/мин/л, p<0,001). В соревновательном периоде, напротив, имеет место, резко выраженное и статистически значимое повышение активности каталазы в эритроцитах пловцов по сравнению с контролем (22,2±1,87 ммоль/мин/л против 9,9±1,69 ммоль/мин/л, p<0,001).В восстановительном периодеактивность каталазы эритроцитов пловцов значимо не отличается от такой в эритроцитах контрольной группы.

МПО относится к классу окислительно-восстановительных ферментов и позволяет судить о кислородзависимой бактерицидной активности Нф. Уровень КБ характеризует кислороднезависимую цитотоксичность Нф. ЩФ и КФ - гидролитические ферменты специфических гранул, принимающее активное участие в анаэробном метаболизме, а также ответственны за переваривание убитых клеток и других остатков, поглощенных Нф.

Считается, что циркулирующие Нф у спортсменов характеризуются увеличением спонтанной продукции кислородных радикалов [2, 6], а лейкоцитарная секреция свободных радикалов является фактором индукции ПОЛ [5]. Таким образом, уровень ПОЛ в периферической крови, с одной стороны, возможно, определяется активностью Нф, с другой стороны, ПОЛ - опосредованная стимуляция клиринговой программы Нф, которая в купе с моноцитами уменьшает вероятность контакта антигенов с лимфоидными клетками и снижает выраженность гуморального иммунного ответа [5].

В периферической крови экспериментальной группы юношей-пловцов наблюдается нейтрофильный лейкоцитоз. Увеличение Нф в крови говорит об усилении иммунной реакции при воздействии физической нагрузки. Абсолютное количество Нф периферической крови сохранилось на уровне контроля только в подготовительный период; во все остальные периоды годичного цикла абсолютное количество Нф статистически значимо превышало таковое в контрольной группе (p<0,01). Относительное количество Нф было также статистически значимо повышено по сравнению с контрольной группой в восстановительном периоде (p<0,05). В соревновательный период относительное количество Нф было статистически значимо ниже, чем в контроле (p<0,001).

В подготовительном и соревновательном периоде уровень МПО у пловцов статистически значимо выше уровня МПО Нф контрольной группы (2,01±0,132 СЦК и 1,38±0,093 СЦК против 1,13±0,122 СЦК в контроле, p<0,001, p<0,05). В восстановительном периоде активность фермента в Нф пловцов значимо ниже, чем в Нф контрольной группы (1,72±0,014 СЦК против 2,47±0,053 СЦК в контроле, p<0,001).

Уровень КБ в подготовительном и соревновательном периодах пловцов существенно и статистически значимо превышает таковой в Нф контрольной группы (p<0,05, p<0,001). В восстановительный период уровень КБ, напротив, оказывается резко снижен в сравнении с аналогичным показателем контроля (1,41±0,042 СЦК против 1,95±0,051 СЦК в контроле, p<0,001).

Уровень КФ у пловцов снижен во все периоды годичного цикла; уровень активности ЩФ повышается только в восстановительном периоде (p<0,001), в остальные периоды ЩФ находится на уровне контроля. Динамика КФ и ЩФ у пловцов, вероятно, может свидетельствовать о возможности наличия незавершенного фагоцитоза Нф периферической крови.

В результате проведенных исследований установлены корреляционные связи между уровнем функционирования системы ПОЛ-АО и компонентами бактерицидных систем Нф у юношей пловцов в подготовительном, соревновательном и восстановительном периодах (табл. 1, 2, 3).

Таблица 1

Корреляционные связи по Спирмену у пловцов в подготовительном периоде

**Корреляция значима на уровне 0.01 (2-сторон.).

*Корреляция значима на уровне 0.05 (2-сторон.).

Таблица 2

Корреляционные связи по Спирмену у пловцов в соревновательном периоде

**Корреляция значима на уровне 0.01 (2-сторон.).

* Корреляция начима на уровне 0.05 (2-сторон.).

Таблица 3

Корреляционные связи по Спирмену у пловцов в восстановительном периоде

**Корреляция значима на уровне 0.01 (2-сторон.).

*Корреляция значима на уровне 0.05 (2-сторон.).

У пловцов выражены корреляционные связи иммунной системы и системы ПОЛ-АО во всех периодах подготовки. Можно утверждать, что при физическом и эмоциональном напряжении в соревновательном периоде у пловцов, происходят максимальные функциональные изменения в иммунных показателях и окислительно-восстановительной системы, отвечающие за сохранение здоровья.

Взаимосвязь МПО и КБ у пловцов в соревновательном и восстановительном периодах характеризует антибактериальную эффективность лейкоцитов.

Антиоксидантная защита, представленная каталазой в плазме крови и эритроцитах имеет корреляционные связи в подготовительном и соревновательном периодах, в восстановительном периоде у спортсменов только связь в эритроцитах с иммунной системой.

Существует мнение, что отрицательные корреляции, регистрируемые между активностью МПО и уровнем МДА как в плазме крови, так и в эритроцитах, могут отражать окислительную деструкцию гидроперекисей жирных кислот в присутствии свободных радикалов, секретируемых Нф.

Выводы

Функциональное состояние бактерицидной системы нейтрофилов периферической крови у пловцов зависит от периода подготовки, так, в подготовительном и соревновательном периодах повышаются их аэробная и анаэробная бактерицидная активность.

Анализ динамики функционирования системы ПОЛ-АО в эритроцитах периферической крови у пловцов позволил выявить выраженное разнонаправленное изменение этих показателей в соревновательном периоде, что может свидетельствовать о возможности возникновения оксидативного стресса.

Результаты оценки корреляционных взаимодействий метаболической активности нейтрофильных гранулоцитов с уровнем МДА у пловцов, дают основания предполагать, что МДА может отражать способность Нф к фагоцитозу, а АОС представленная каталазой, ускоряющая процесс адаптации, повышает неспецифическую резистентность организма в зависимости от тренировочного периода на различных этапах годичного цикла.

Рецензенты:

Якунин В.Е., д.м.н., профессор ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет», г. Тольятти;

Кретова И.Г., д.м.н., профессор ФГБОУ ВПО «Самарский государственный университет», г. Самара.


Библиографическая ссылка

Величко Т.И. СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И БАКТЕРИЦИДНАЯ СИСТЕМА НЕЙТРОФИЛОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19462 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674