Зміни морфофункціональних параметрів еритроцитів периферичної крові при дії фізичних навантажень (автореферат)

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Драницин Олег Васильович

УДК: 612.111:612.13:616.41:796.012.1

Зміни морфофункціональних параметрів еритроцитів периферичної крові при
дії фізичних навантажень

03.00.13

фізіологія людини та тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Запорізькому національному університеті Міністерства
освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат біологічних наук,

Кузнєцова Лариса В`ячеславівна,

доцент кафедри реабілітації та рекреації Запорізького інституту імені
гетьмана Петра Сагайдачного МАУП

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук,

старший науковий співробітник

Янчук Петро Іванович,

старший науковий співробітник НДІ фізіології імені академіка Петра
Багача

біологічного факультету

Київського національного університету імені Тараса Шевченка

доктор біологічних наук,

старший науковий співробітник

Коробейніков Георгій Валерійович,

керівник лабораторії психофізіологічної діагностики, заступник директора
з НДР Державного науково-дослідного інституту фізичної культури і
спорту, Держкомспорту України

Провідна установа: Інститут фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України.

Захист відбудеться «11» січня 2006 року о 14.00 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного
університету імені Тараса Шевченка (Київ, пр. акад. Глушкова, 2,
біологічний факультет, ауд. 215)

Поштова адреса: 01033, Київ – 33 , вул. Володимирська, 64

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного
університету імені Тараса Шевченка (01033, Київ – 33, вул.
Володимирська, 58)

Автореферат розісланий «9» грудня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38

кандидат біологічних наук
Цимабалюк О.В. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Проблема адаптації людини до фізичних навантажень та
зміни функціонування різних органів і систем організму, що виникають при
цьому, викликають велику зацікавленість дослідників в усьому світі, а
об’єм досліджень у цьому напрямку постійно зростає (Pedersen B. K. et
al., 2000; Uusitalo A. L. T., 2001; Гольберг Н. Д. и др., 2003; Опарина
О. Н., 2003).

Особливу увагу привертає до себе взаємозв’язок пристосувальних
гематологічних змін, що виникають в організмі при систематичних
тренуваннях, та схильність до різних захворювань (Connes P. et al.,
2004; Oztasan N. et al., 2004; Putman C. T. et al., 2003; Russell J. A.
et al., 2003; Tsuda K. et al., 2003). На жаль, більшість публікацій
описують ті чи інші зміни при дії фізичних навантажень в окремих органах
та системах, однак при цьому не враховуються загальнофізіологічні
закономірності та механізми функціонування різних систем організму
(Солодков А. С. и др., 1996).

Відомо, що фізичні навантаження різної інтенсивності викликають зміни
реологічних та імунологічних параметрів периферичної крові (Pedersen B.
K. et al., 1998; Yalcin O. et al., 2000). Також відомо, що навантаження
занадто великої інтенсивності можуть призводити до стану перетренування
(Uusitalo A. L. T., 2001; Elloumi M. et al., 2005; Hawley C. J. et al.,
2003), чи виникнення “спортивної анемії” (Smith J. A. et al., 1995) у
спортсменів і надовго відсторонювати їх від спортивних змагань (Uusitalo
A. L. T., 2001).

Загальновідомо, що регулярні фізичні вправи зменшують захворюваність та
смертність, пов’язану з серцево-судинними захворюваннями (Villeneuve P.
J. et al., 1998). Пояснення цього ефекту більшою частиною ґрунтується на
метаболічних змінах, які впливають на фактори ризику виникнення
серцево-судинних захворювань (Viguie C. A. et al., 1993; Ma J. et al.,
2003). З іншого боку відомо, що перетренування, синдром хронічної втоми
посилюють ризик серцево-судинних захворювань (Uusitalo A. L. T., 2001).
Пов’язані з фізичними вправами випадки раптових смертей також є широко
відомим феноменом. До того ж загальновідомо, що їхня причина у більшості
випадків серцево-судинного походження (Kohl H. W. 3rd et al., 1992;
Noakes T. D., 1998). Фібриляція шлуночків серця зустрічається найбільш
часто; однак точний механізм, що призводить до фатальної анемії, до
теперішнього часу невідомий (Kohl H. W. 3rd et al., 1992). Неадекватне
кровопостачання міокарду, як результат атеросклеротичного звуження та
виникнення тромбів, до того ж викликані фізичними вправами спазми судин
розглядалися як першопричина серцевої ішемії, що призводить до
смертельних аритмій (Kohl H. W. 3rd et al., 1992; Thompson P. D. et al.,
2003). Часто було ігноровано фактор впливу на рух крові по судинах,
зокрема, на її текучість (Schmid-Schцnbein H., 1988), і ця властивість
крові може значно змінюватися під час і/або після фізичних вправ (Brun
J. F. et al., 1998; El-Sayed M. S., 1998; Senturk U. K. et al., 2005 ).

Крім збільшення в’язкості крові та плазми (El-Sayed M. S., 1998), після
посилених фізичних вправ було виявлено погіршену деформабельність
еритроцитів (Brun J. F. et al., 1994) та їхню посилену агрегацію (Brun
J. F. et al., 1998). Механічні властивості еритроцитів є важливими
факторами, що впливають на перфузію тканин (Chien S., 1987; Cicha I. et
al., 2003). При цьому здатність до зміни форми еритроцитів є одним із
ключових факторів перфузії капілярів, у той час як агрегація еритроцитів
впливає на рух крові в більших судинах. В останній час були проведені
дослідження, які демонструють пряму залежність між морфофункціональними
параметрами, деформабельністю та агрегацією еритроцитів у процесі
оксигенації-деоксигенації (Cicha I. et al., 2003).

Однак в літературі до нинішнього часу відсутні відомості стосовно змін
морфофункціональних параметрів еритроцитів при фізичних навантаженнях у
нетренованих людей та людей, що займались професійно спортом конкретного
спрямування. Вивчення цих параметрів, що впливають на процеси агрегації
еритроцитів, реологічні властивості крові і обмін газів у тканинах,
надасть можливість зрозуміти механізми руху крові, що відбувається в
дрібних та великих судинах, а також зміни, викликані систематичними
тренуваннями в організмі людини.

Тому актуальність обраної теми дослідження обумовлена: по-перше,
необхідністю досліджень механізмів фізіологічних змін у різних органах
та системах організму під впливом фізичних навантажень; по-друге,
проблемою з’ясування впливу змін морфофункціональних параметрів
еритроцитів на реологічні властивості крові за різних фізіологічних
умов.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є
частиною наукових програм кафедри медико-біологічних основ фізичної
культури та лабораторії біохімії, гематології та фармакології спорту
Запорізького національного університету.

Мета дослідження. З’ясувати закономірності змін морфофункціональних
характеристик еритроцитів під впливом фізичних навантажень
субмаксимальної інтенсивності у людей з різним рівнем фізичної
підготовки.

Задачі дослідження:

Розробити спосіб фарбування еритроцитів для оцінки їхніх
морфофункціональних параметрів при обстеженні функціонального стану
людей з різним ступенем фізичної підготовки.

Дослідити зміни відсоткової кількості морфологічних типів еритроцитів у
людей із різним ступенем фізичної підготовки до та після фізичного
навантаження субмаксимальної потужності.

Вивчити зміни площі видимої поверхні, довжини контуру, максимального та
мінімального діаметрів еритроцитів, кількість мікроцитів, макроцитів та
еритроцитів нормального розміру, побудувати криві розподілу еритроцитів
у залежності від їх розміру (криві Прайс-Джонса) у людей з різним
ступенем фізичної підготовки до та після фізичного навантаження
субмаксимальної потужності.

Дослідити зміни основних гематологічних показників, таких як кількість
гемоглобіну, еритроцитів, гематокрит, кількість ретикулоцитів та інших,
у людей з різним ступенем фізичної підготовки до та після фізичного
навантаження субмаксимальної потужності.

З метою оцінки функціонального стану обстежуваних осіб розрахувати
показники фізичної працездатності контрольної та тренованої груп людей
на підставі даних, отриманих методом велоергометрії, дослідити у цих
обстежуваних електрокардіограму за 12 стандартними відведеннями (I, II,
III, avR, avL, avF, V1, V2, V3, V4, V5, V6), інтегральну реографію,
провести аналіз варіабельності серцевого ритму до та після фізичного
навантаження субмаксимальної інтенсивності.

Об’єкт дослідження — фізичне навантаження в осіб різного ступеня
тренованості.

Предмет дослідження — морфофункціональні параметри еритроцитів
(морфологічні типи, площа видимої поверхні, довжина контуру,
максимальний та мінімальний діаметри еритроцитів тощо).

Методи дослідження – фізіологічні: показники загальної працездатності
вивчалися за допомогою методу велоергометрії, при вивченні показників
стану серцево-судинної системи людей використовувалися методи
кардіографії, інтегральної реографії; цитологічні та морфометричні:
оцінка морфофункціональних параметрів еритроцитів, метод кількісного
аналізу зображень та інші; біохімічні методи було використано при оцінці
досліджуваних гематологічних параметрів (гемоглобін); статистичні методи
обробки результатів.

Наукова новизна одержаних результатів.

У роботі вперше було досліджено зміни еритроцитограми після фізичного
навантаження у людей з різним рівнем тренованості організму,
запропоновано і експериментально апробовано спосіб виявлення
морфологічних типів еритроцитів, який дозволяє більш точно реєструвати
морфометричні параметри еритроцитів та їхні морфологічні зміни.
Встановлено, що у тренованих людей більша кількість таких морфологічних
типів еритроцитів, як ехіноцити I та ехіноцити II до фізичного
навантаження, і що після фізичного навантаження субмаксимальної
потужності збільшується кількість ехіноцитів I та ехіноцитів II. Вперше
показано, що при фізичних навантаженнях субмаксимальної інтенсивності
розмір видимої площі еритроцитів, довжини контуру, максимального та
мінімального діаметрів еритроцитів збільшується, про що свідчить, також,
збільшена кількість макроцитів та зміни форми кривої Прайс-Джонса.

Практичне значення одержаних результатів:

результати проведених досліджень розширюють уявлення щодо змін системи
крові при дії фізичних навантажень, що має важливе значення для
фізіології спорту;

запатентовано спосіб виявлення морфологічних типів еритроцитів, який
дозволяє більш точно реєструвати морфометричні параметри еритроцитів та
їхні морфологічні зміни (Сорокін В. А. та інші, 2003);

дані, отримані під час дослідження, можна використовувати при читанні
лекцій та проведенні практичних занять у вищих навчальних закладах.

Особистий внесок здобувача складається з проведення дослідження, аналізу
та теоретичного узагальнення отриманих результатів. У спільних
публікаціях автору належать експериментальні дані, їхній аналіз та
висновки.

Апробація результатів дисертації. Основні теоретичні положення та
результати досліджень доповідалися та обговорювалися на
науково-практичній конференції “Молода спортивна наука Донбасу” (Донецьк
2002), 6 міжнародній конференції „Молода спортивна наука України”
(Львів, 2003) та на розширеному засіданні кафедри медико-біологічних
основ фізичної культури Запорізького національного університету (2005
року).

Впровадження результатів досліджень у практику. Отримані
експериментальні дані використовуються при викладанні лекцій та
проведенні практичних занять на кафедрі медико-біологічних основ
фізичної культури та на кафедрі фізичної реабілітації факультету
фізичного виховання Запорізького національного університету.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових робот, з
яких 4 статті в журналах, визнаних ВАК України, 2 патенти, 2 тез
доповідей у матеріалах вітчизняних та міжнародних конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду
літератури, матеріалів та методів досліджень, аналізу та обговорення
результатів досліджень, висновків, практичних рекомендацій, списку
використаних літературних джерел. Робота викладена на 149 сторінках, із
них основний текст складає 120, ілюстрована 14 таблицями та 56
рисунками. Список використаної літератури включає 216 джерел, із них 199
іноземних.

Основний зміст роботи

Матеріали та методи досліджень. Відповідно до задач експерименту було
обстежено 18 добровольців – чоловіків (контрольна група), що професійно
не займалися спортом та 65 футболістів високої кваліфікації (тренована
група). Оцінку фізичної працездатності у людей контрольної та тренованої
груп, оцінювали з використанням двоступінчастої навантажувальної проби
методом велоергометрії (велоергометр Kettler CX-1, Німеччина). Для
визначення фізичної працездатності ми використовували субмаксимальний
тест PWC170 ДЦОЛІФК у модифікації (Башкін І. М. та інші, 2002).

У ході проведення навантажувальних проб забиралась периферична кров з
пальця на початку та наприкінці рекомендованого фізичного навантаження.
На отриманих зразках проводили дослідження морфофункціональних
параметрів еритроцитів та аналіз еритроцитограм. Крім того, проводили
загальний аналіз крові. Дослідження проводили з використанням мікроскопа
Leika CME (США) та з переводом зображення в цифровий сигнал (за
допомогою відеокамери Sony ExwaveHad SSC-DC58AP) і подальшого
кількісного аналізу зображень за допомогою науково-дослідницьких
комп’ютерних програм (ImageJ (PC) та NIHimage (Macintosh)). Дослідження
виконувалися за наступними методиками:

Визначення вмісту гемоглобіну (уніфікований гемоглобінцианідний метод)
(Simmons A., 1997), підрахунок кількості еритроцитів (уніфікований метод
підрахунку в рахунковій камері Горяєва) (Меньшиков В. В. и др., 1987),
визначення гематокриту (Simmons A., 1997), визначення кількості
ретикулоцитів (Simmons A., 1997), визначення осмотичної стійкісті
еритроцитів (Simmons A., 1997).

Фарбування мазків крові для аналізу морфофункціональних характеристик
еритроцитів здійснювали за допомогою оригінальної методики фарбування
бромфеноловим синім (Сорокін В. А. та інші, 2003).

Проводили визначення кількості лейкоцитів (Меньшиков В. В. и др., 1987),
підрахунок лейкоцитарної формули (Меньшиков В. В. и др., 1987).
Додатково оцінювали морфологію нейтрофілів після фарбування за
оригінальною методикою (Башкін І. Н. та інші, 2004).

Одночасно з аналізом морфологічних параметрів еритроцитів проводили
підрахунок морфологічних типів усіх еритроцитів, що аналізували (Simmons
A., 1997; Eastham R. D. et al., 1992). На підставі підрахунку
реєстрували еритроцитограми до та після відповідного фізичного
навантаження. Використовуючи отримані дані морфологічних параметрів
еритроцитів до та після фізичного навантаження, будували
еритроцитометричні криві (криві Прайс-Джонса) за допомогою програми
OriginPro 7.5 SRO (OriginLab Corporation).

Електрофізіологічні дослідження виконували до та відразу після
рекомендованого фізичного навантаження (не більш ніж за 30 секунд після
закінчення спроби), а також через 10 хвилин після закінчення проби з
фізичним навантаженням з використанням діагностичного автоматизованого
комплексу “Кардіо+” (м.Ніжин).

У ході експерименту одночасно здійснювали знімання, обробку з
використанням програмного забезпечення, відображення та вивід на друк
електрокардіосигналу (ЕКС) за 12 стандартними відведеннями (I, II, III,
avR, avL, avF, V1, V2,V3, V4, V5, V6) у діапазоні від 0,03 до 5 мВ.

При реєстрації ЕКГ суворо дотримувалися деяких загальних правил її
реєстрації (до навантаження 10-15-хвилинний відпочинок, не раніше ніж
через 2 години після прийому їжі). Запис ЕКГ проводили в положенні
пацієнта, коли він лежав на спині.

Реографічні дослідження здійснювали на каналі “РЕО” у горизонтальному
положенні пацієнта, натщесерце, при температурі 22-24°С. Задля запису
РЕО на певних ділянках тіла фіксували два електроди, кожний з яких був
одночасно струмовим та вимірювальним. Для зменшення опору між
електродами та шкірою розташовували двохшарові прокладки, змочені у 8%
розчині NaCl. Електроди щільно фіксували на ділянці тіла після
знежирення її спиртом. Реограму та її першу похідну записували після
регулювання реографії та калібрувального сигналу 0,1 ОМ та при затримці
дихання на спокійному вдиху. Задля клінічної оцінки реограми записували
5-8 циклів реографії.

Математичну та статистичну обробку результатів досліджень проводили на
комп’ютері з використанням програмного пакету GrafPad Prism 4.03
(GrafPad Sowtware Inc., США). Для кожного параметру, що вивчався,
перевіряли відповідність закону нормального розподілу, розраховували
значення середнього арифметичного (m), дисперсії (SD) і похибки
середнього (SEM).

Результати представлені в середньоарифметичних значеннях ± стандартна
похибка середнього; n – об’єм вибірки. Дані тестувались на нормальне
розподілення за допомогою тесту Колмогорова-Смірнова та на достовірність
різниці варіабельностей між вибірками за допомогою F тесту. У залежності
від експериментальних установок та розподілення даних, різниці
варіабельностей між вибірками в експериментах дані тестувались за
допомогою парного та непарного параметричного t тесту, або
непараметричних тестів Вілкоксона та Ман-Уітні, також використовували
односпрямований дисперсійний аналіз з пост тестом Туркея та тест
Крускал-Уеліса з пост тестом Дунса. Значення р<0,05 було прийнято як достовірне. Результати досліджень та їх обговорення. Задля порівняння впливу фізичного навантаження на організм людей з різним рівнем підготовки до фізичних навантажень одночасно з тренованою групою було досліджено контрольну групу людей. У людей тренованої групи виявлені достовірно зменшені характеристики ЧСС у стані спокою та збільшений зріст, і не було достовірних вікових та вагових відмінностей досліджуваних (табл. 1). Ці відмінності є характерними для людей, що займаються даним видом спорту. Таблиця 1. Вік, зріст, вага та частота серцевих скорочень у людей контрольної та тренованої групи. Параметри Контрольна група (n=18) Тренована група (n=65) Вік, роки 23,9 ± 0,48 24,0 ± 0,65 Вага, кг 72,1 ± 1,46 74,7 ± 0,80 Зріст, см 175,5 ± 0,90 180,5 ± 0,72*** ЧСС у стані спокою, уд/хв 71,3 ± 1,28 56,6 ± 1,23*** Примітка: тут і надалі – результати представлені в середніх арифметичних значеннях (m) ± стандартна похибка середнього (SEM). Вірогідно відрізняється: ***p<0,001; **p<0,01; *p<0,05. Згідно отриманим нами результатам (табл. 2) показники кількості еритроцитів, гемоглобіну, гематокриту були ненабагато, але вірогідно меншими (р<0,05, р<0,05 та р<0,05 відповідно) у людей тренованої групи у порівнянні з контрольною групою. Результати, наведені у таблиці 2, свідчать про те, що у людей тренованої групи була збільшена кількість ретикулоцитів у крові (р<0,001), що говорить про посилений еритропоез, викликаний посиленим гемолізом еритроцитів та постійним станом гіпоксії тканин під час фізичних навантажень. У людей тренованої групи показники вPWC та вМСК були закономірно набагато вищими (р<0,001) ніж у людей контрольної групи. Задля підтвердження відсутності тяжких функціональних розладів, які могли б вплинути на склад морфологічних типів еритроцитів, та аналізу функціонального стану у людей контрольної та тренованої груп проводились електрофізіологічні дослідження. Таблиця 2. Показники гематологічних параметрів у людей контрольної та тренованої груп. Показники Контрольна група (n=18) Тренована група (n=65) вPWC170 12,56 ± 0,364 18,91 ± 0,208*** вМСК 44,95 ± 1,129 58,23 ± 0,586*** Гемоглобін, г/л 150,2 ± 3,48 140,7 ± 1,59* Гематокрит, % 45,1 ± 1,04 42,2 ± 0,48* Кількість еритроцитів, 1012/л 5,01 ± 0,116 4,69 ± 0,053* Кількість ретикулоцитів % 1,03 ± 0,011 1,20 ± 0,019*** Кількість лейкоцитів, 109/л 5,11 ± 0,223 5,58 ± 0,147 У людей контрольної та тренованої груп після фізичного навантаження збільшувались середній та систолічний артеріальний тиск, частота серцевих скорочень; істотно збільшувались систолічний та хвилинний об’єми крові. Кардіологічні дослідження виявили, загалом, нормальні фізіологічні зміни після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності у людей контрольної та тренованої груп. А саме амплітуда: Р зубця збільшувалась, а R зубця зменшувалась, точка J була пригнічена, і ST сегмент ставав дещо більш похилим. Крім того, QT інтервал зменшувався, і амплітуда Т зубця зменшувалась. Для людей тренованої групи була характерна брадикардія у стані спокою, більша потужність лівого шлуночка серця. Загалом, для людей тренованої групи були характерними більш швидка адаптація до запропонованого фізичного навантаження та більш швидке відновлення після нього. Рисунок 1. I - Зміни кількості ретикулоцитів (%), II - лейкоцитів (109/л) у людей контрольної та тренованої груп до і після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності. Тут і надалі: A та B – контрольна група до та після фізичного навантаження відповідно, C та D – тренована група до та після фізичного навантаження відповідно. Відсоткова кількість ретикулоцитів після фізичного навантаження вірогідно не змінювалась у людей групи контролю та тренованої групи (р>0,05) (рис. 1).

Показники гемоглобіну, гематокриту та кількості еритроцитів (табл. 3) у
людей контрольної групи після фізичного навантаження субмаксимальної
інтенсивності вірогідно не змінювались (p>0,05), хоча мали тенденцію до
збільшення. У людей тренованої групи після фізичного навантаження були
збільшені показники гемоглобіну (p<0,001), гематокриту (p<0,001) та кількість гемоглобіну (p<0,001) (табл. 4). Таблиця 3. Показники гематологічних параметрів у людей контрольної групи до та після фізичного навантаження субмаксимальної потужності. Показники Контрольна група (до фізичного навантаження) (n=18) Контрольна група (після фізичного навантаження) (n=18) Гемоглобін, г/л 150,2 ± 3,48 156,6 ± 2,49 Гематокрит, % 45,1 ± 1,04 47,0 ± 0,75 Кількість еритроцитів, 1012/л 5,01 ± 0,116 5,22 ± 0,083 Збільшення показників гематокриту і кількості еритроцитів у людей контрольної та тренованої груп після фізичних навантажень повинно призводити до збільшеної в’язкості крові із збільшеною агрегацією еритроцитів. Відомо, що в’язкість крові залежить від існуючого зусилля зсуву і визначається гематокритом, в’язкістю плазми, агрегацією еритроцитів. В умовах ламінарного потоку наявність клітинних елементів, що впливають на течію крові є головним чинником, що визначає факт більшої в’язкості крові за в’язкість плазми (Baskurt O. K. et al., 2003). Таблиця 4. Показники гематологічних параметрів у людей тренованої групи до та після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності. D TH a a - D Ue TH a a @ L N P R x e 4@ ? N R ¬ e ?Тренована група (після фізичного навантаження) (n=65) Гемоглобін, г/л 140,7 ± 1,59 145,8 ± 1,61*** Гематокрит, % 42,2 ± 0,48 43,7 ± 0,48*** Кількість еритроцитів, 1012/л 4,69 ± 0,053 4,86 ± 0,054*** Головною причиною зменшення об’єму плазми за фізіологічних умов є гемоконцентрація під час фізичних навантажень, втрата рідини з потом, викид катехоламінів. Більш того, втрата рідини впливає також на концентрацію білків рідини плазми, збільшуючи в’язкість крові (Baskurt O. K. et al., 2003). Таким чином, в умовах підвищеного тиску в судинах та збільшеної метаболічної потреби тканин цей факт та інші чинники (агрегаційна здатність еритроцитів, їхні морфологічні характеристики, в’язкість плазми) можуть значно впливати на діяльність серцево-судинної системи у цілому. Після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності (табл. 5) у людей тренованої групи відбувалося вірогідне збільшення видимої площі поверхні еритроцитів (p<0,001), довжини контуру (p<0,01), максимального та мінімального діаметрів еритроцитів (p<0,001). Ці данні підтверджуються змінами відсоткового співвідношення еритроцитів за розмірами. Таблиця 5. Зміна розмірів еритроцитів до та після субмаксимального фізичного навантаження у людей тренованої групи. № Найменування показника до навантаження після навантаження 1 Видима площа еритроцита (µm) 48,02 ± 0,343 49,58 ± 0,459*** 2 Довжина контуру еритроцита (µm) 27,29 ± 0,082 27,57 ± 0,101** 3 Мінімальний діаметр еритроцита (µm) 7,27 ± 0,028 7,39 ± 0,035*** 4 Максимальний діаметр еритроцита (µm) 8,17 ± 0,137 8,52 ± 0,041*** Одночасно із змінами морфометричних параметрів відбувалось збільшення кількості макроцитів (p<0,001), зменшення кількості мікроцитів (p<0,01) та еритроцитів нормального діаметру (p<0,001) (табл. 6.), що підтверджує збільшення розмірів морфометричних параметрів еритроцитів після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності. Збільшення цих показників не асоціювалось із збільшенням ретикулоцитів (p>0,05) після фізичного навантаження, що свідчить про те, що зазначені
зміни були обумовлені лише метаболічними змінами плазми крові.

Таблиця 6.

Зміна кількості еритроцитів різних розмірів до та після субмаксимального
фізичного навантаження у людей тренованої групи.

№ Найменування показника до навантаження після навантаження

1 Кількість макроцитів (%) 31,9 ± 1,46 40,2 ± 1,57***

2 Кількість еритроцитів нормального розміру (%) 56,8 ± 1,17 51,6 ±
1,12***

3 Кількість мікроцитів (%) 11,3 ± 0,83 8,2 ± 0,67**

При гемоконцентрації після фізичного навантаження повинно відбуватися
зменшення об’єму еритроцитів завдяки віддачі води у плазму еритроцитами.
Збільшення цих параметрів після фізичного навантаження в даному випадку
обумовлено не збільшенням розмірів клітин у цілому, а зменшенням їх
об’єму і сплющенням завдяки віддачі води. Дійсно, збільшення діаметру
площі видимої поверхні та довжини контуру асоціювалось із зменшенням
сили зафарбовування клітин (гіпохромією). Це обумовлено тим, що дійсний
вміст гемоглобіну залишався таким самим, але завдяки сплющенню клітин із
втратою води гемоглобін розподілявся на більшу площу.

Таким чином, при дії фізичного навантаження відбувається зменшення
об’єму еритроцитів, що є наслідком гемоконцентрації. Можна припустити,
що ці зміни повинні бути залежними від ступеня метаболічних змін, від
ступеня гіпоксії тканин, викиду молочної кислоти і віддачі СО2 тканинам
у вигляді НСО3- аніонів та від процесів оксигенації-деоксигенації,
оскільки при зниженні рН та збільшенні концентрації СО2 еритроцити
вбирають в себе воду (зворотній процес), що і може бути фізіологічним
механізмом цих змін.

Звісно, що зменшення об’єму і сплющення еритроцитів збільшує їхню
здатність до агрегації. Формування монетних стовпчиків еритроцитів
посилюється також завдяки збільшенню концентрації еритроцитів за умов
фізичного навантаження при гемоконцентрації. Однак агрегати еритроцитів
розпадаються в зонах із великим тиском у судинах. Що свідчить про те, що
погіршення реологічних параметрів повинно відбиватися на дрібних
судинах.

Було з’ясовано, що у людей контрольної групи (табл. 7-8) після фізичного
навантаження субмаксимальної інтенсивності були збільшені такі
показники, як видима площа поверхні еритроцита (p<0,05) та максимальний діаметр (p<0,05) еритроцита, а також збільшувалася кількість макроцитів (p<0,001). Таблиця 7. Зміна розмірів еритроцитів до та після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності у людей контрольної групи. № Найменування показника До навантаження Після навантаження 1 Видима площа еритроцита (µm) 42,10 ± 0,686 45,43 ±1,337* 2 Довжина контуру еритроцита (µm) 26,42 ± 0,169 26,89 ± 0,188 3 Мінімальний діаметр еритроцита (µm) 6,83 ± 0,069 7,05 ± 0,098 4 Максимальний діаметр еритроцита (µm) 7,80 ± 0,087 8,17 ± 0,137* Показники довжини контуру еритроцита та мінімального діаметру вірогідно не змінювались (p>0,05), але мали тенденцію до збільшення, а також
кількість еритроцитів нормального розміру та мікроцитів (p>0,05) мали
тенденцію до зменшення.

При оцінці змін цих показників у кожного з обстежуваних індивідуально
було виявлено збільшення вказаних показників у більшості з випадків.

Таким чином, можна зробити висновок, що розміри еритроцитів після
фізичного навантаження збільшуються, що пов’язано з гемаконцентрацією.
Інтенсивність цих змін повинна бути також пов’язана з інтенсивністю
метаболічних змін у крові під час фізичних навантажень.

Таблиця 8.

Зміна кількості форм еритроцитів за розмірами до та після фізичного
навантаження субмаксимальної інтенсивності у людей контрольної групи.

№ Найменування показника Контрольна група (n=18) Тренована група (n=65)

1 Кількість макроцитів (%) 17,3 ± 1,18 24,9 ± 1,61***

2 Кількість еритроцитів нормального розміру (%) 73,0 ± 2,32 67,6 ± 1,85

3 Кількість мікроцитів (%) 9,7 ± 1,30 7,5 ± 1,04

При порівнянні морфометричних показників еритроцитів до фізичного
навантаження у людей тренованої та контрольної груп було виявлено
відносно збільшену видиму площу (p<0,001), довжину контуру (p<0,001), максимальний (p<0,001) та мінімальний (p<0,001) діаметри еритроцитів у тренованої групи (табл. 9.). Також у людей тренованої групи була виявлена відносно більша кількість макроцитів (p<0,001) та менша кількість еритроцитів нормального розміру (p<0,001) порівняно з контрольною групою, у той час як кількість мікроцитів достовірно не відрізнялась (p>0,05) (табл. 10.).

Таблиця 9.

Морфологічні параметри еритроцитів у людей контрольної та тренованої
груп до фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності.

№ Найменування показника Контрольна група (n=18) Тренована група (n=65)

1 Видима площа еритроцита (µm) 42,10 ± 0,686 48,02 ± 0,343***

2 Довжина контуру еритроцита (µm) 26,42 ± 0,169 27,29 ± 0,089***

3 Мінімальний діаметр еритроцита (µm) 6,83 ± 0,069 7,27 ± 0,028***

4 Максимальний діаметр еритроцита (µm) 7,80 ± 0,087 8,17 ± 0,137***

Таблиця 10.

Зміна кількості форм еритроцитів за розмірами у людей контрольної та
тренованої груп до фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності.

№ Найменування показника Контрольна група (n=18) Тренована група (n=65)

1 Кількість макроцитів (%) 17,3 ± 1,18 31,9 ± 1,46***

2 Кількість еритроцитів нормального розміру (%) 73,0 ± 2,32 56,8 ±
1,17***

3 Кількість мікроцитів (%) 9,7 ± 1,30 11,3 ± 0,83

Таким чином, можна зробити висновок, що у спортсменів у процесі
тренувально-змагальної діяльності відбувається збільшення розмірів
еритроцитів. Ці зміни співпадають із збільшеною кількістю ретикулоцитів
у людей тренованої групи, а з урахуванням того факту, що ретикулоцити
мають збільшені показники MCV, зростання розмірів еритроцитів у людей
тренованої групи порівняно з контрольною пояснюється збільшенням цих
форм клітин.

Для більш детального зображення морфологічних змін еритроцитів, що
відбуваються після фізичних навантажень, виконували побудову кривих
Прайс-Джонса (рис. 2). У більшості з людей тренованої та контрольної
груп зміни характеризувались зміщенням кривих вправо після фізичного
навантаження.

Рисунок 2. Зміщення кривої Прайс-Джонса вправо (побудована за даними
довжини контуру еритроцитів) після фізичного навантаження у людини
(контрольна група). A – до фізичного навантаження, B – після фізичного
навантаження.

При цьому у людей тренованої групи спостерігались різноспрямовані зміни
структури кривих переважно із зміщенням вправо, або зниженням висоти
кривої із зміщенням вправо. Зміщення кривих вліво спостерігалось лише у
6 випадках та було незначним, що говорить про те, що після фізичного
навантаження відбувається збільшення діаметра еритроцитів.

При аналізі гістограм можна з більшою точністю визначити зміни розміру
еритроцитів, оскільки відображаються не лише усереднені дані, і можна
встановити динаміку зміщення. Як, наприклад, сплющення кривої, різке
зменшення еритроцитів конкретного діаметру і таке інше.

Було виявлено, що зміщення кривої більш виражені в контрольної групи
людей. Звісно, що інтенсивність зміщення кривих повинна залежати від
ступеня метаболічних змін, гемоконцентрації.

Після фізичного навантаження відбувалось зменшення відсоткової кількості
еритроцитів нормальної форми у людей контрольної групи (96,25 ± 0,361 %
до та 73,40 ± 2,341 % після фізичного навантаження субмаксимальної
інтенсивності) (р<0,001) та у людей тренованої групи (73,40 ± 2,341 % до та 64,22 ± 2,514 % після фізичного навантаження) (р<0,001). У людей тренованої групи у порівнянні з контрольною групою до навантаження була зменшена відсоткова кількість еритроцитів нормальної форми (р<0,05). При аналізі морфологічних типів еритроцитів було з’ясовано, що до фізичного навантаження у людей тренованої групи порівняно з контролем спостерігалось достовірне збільшення відсоткової кількості ехіноцитів I (р<0,001) (1,79 ± 0,163 % контрольної групи порівняно з 15,93 ± 1,452 % у тренованої групи), ехноцитів II (р<0,001) (0,755 ± 0,1242 % контрольної групи у порівнянні з 5,584 ± 0,528 % у тренованої групи) (рис. 3), овалоехіноцитів I-II (р<0,001) (0,257 ± 0,0762 % контрольної групи в порівнянні з 1,521 ± 0,059 % у людей тренованої групи). Після фізичного навантаження у тренованої групи людей вірогідно збільшувалась кількість ехіноцитів I (р<0,01) (з 15,93 ± 1,452 % до 22,36 ± 1,904 %), ехіноцитів II (р<0,05) (з 5,584 ± 0,5280 % до 7,437 ± 0,617 %) , овалоехіноцитів I-II (р<0,001) (з 1,307 ± 0,2089 % до 2,382 ± 0,1944 %) порівняно з відповідним рівнем до фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності. У людей контрольної групи було виявлено збільшення кількості ехіноцитів I (р<0,001) (з 1,787 ± 0,1630 % до 25,90 ± 1,076 %), ехіноцитів II (р<0,001) (з 0,755 ± 0,1242 % до 3,126 ± 0,4001 %), дегмацитів (р<0,01) (з 0,142 ± 0,0480 % до 0,725 ± 0,1529 %) (рис. 4), шистоцитів (р<0,05) (з 0,194 ± 0,0667 % до 0,597 ± 0,1436 %) після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності. Рисунок 3. Зміни відсоткової кількості (%) ехіноцитів I (I), ехіноцитів II (II), ехіноцитів III (III) у контрольної та тренованої групи людей до та після фізичного навантаження субмаксимальної потужності. Зміни кількості інших морфологічних типів еритроцитів (ехиноцитів III, сфероехіноцитів I-II, стоматоцитів, кондоцитів, дакриоцитів), що зустрічались на мазках крові тренованої або контрольної групи спортсменів були недостовірними та їх кількість складала менше 1 %. Зміни були аналогічними для відсоткової та абсолютної кількості морфологічних типів еритроцитів. Ехіноцити є типом еритроцитів, кількість яких найбільше змінюється під час фізичних навантажень. Оскільки послідовна зміна форм ехіноцитів у сфероехіноцити є нормою під час старіння ехіноцитів (Stello L. S. et al., 2005), і кількість цих форм більша у людей тренованої групи, можна зробити висновок про прискорене старіння еритроцитів під час фізичних навантажень, функціональний механізм якого може проявлятися в декількох напрямках. По-перше, посилені фізичні тренування, удари стоп о поверхню, скорочення м’язів, підвищені тиск у судинах та сила серцевих скорочень можуть призводити до посиленого пошкодження еритроцитів з підвищеними вимогами до синтезу АТФ для відновлення форми еритроцитів, переміщення катіонів із внутрішньої частини клітин до позаклітинного простору та, навпаки, для відновлення глутатіону та інших процесів. Це може призводити до посиленої втрати активності ферментів, що у свою чергу, призводить до зменшеної деформаційної здатності еритроцитів. По-друге, посилений оксидативний стрес, що виникає під час фізичних навантажень, у тому числі і за рахунок активації лейкоцитів, збільшення процесів перекисного окиснення ліпідів можуть призводити до пошкодження мембран клітин, що знову зменшує деформаційну здатність еритроцитів. Рисунок 4. Зміни цитоморфологічної картини периферичної крові в людини (контрольна група) до (А) та після (Б) фізичного навантаження субмаксимальної потужності (фарбування бромфеноловим синім). Таким чином, після фізичного навантаження відбувалось збільшення кількості деструктивних та оборотно змінених форм еритроцитів у людей як контрольної, так і тренованої груп, однак в більш інтенсивній формі це явище було характерне для контрольної групи. Висновки 1. У людей контрольної та тренованої груп після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності були виявлені різноманітні зміни морфофункціональних характеристик еритроцитів. 2. До фізичних навантажень субмаксимальної інтенсивності у людей тренованої групи були збільшені показники площі видимої поверхні, довжини контуру, максимального та мінімального діаметрів еритроцитів відносно аналогічних показників у людей контрольної групи. 3. У периферичній крові людей тренованої групи порівняно з контрольною групою виявлена більша кількість ехіноцитів I та ехіноцитів II. 4. Після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності у людей тренованої групи виявлена більша кількість ехіноцитів I, ехіноцитів II, овалоехіноцитів I-II порівняно з такою до фізичного навантаження. 5. Фізичне навантаження субмаксимальної інтенсивності зумовлює у людей контрольної групи збільшення кількості ехіноцитів I-II, дегмацитів, шистоцитів. 6. У людей контрольної та тренованої груп після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності виявлено збільшення площі видимої поверхні, довжини контуру, максимального та мінімального діаметрів еритроцитів. Список опублікованих робіт за темою дисертації 1. Драницин О. В. Зміна площі еритроцитів у спортсменів високої кваліфікації під дією фізичного навантаження // Експериментальна та клінічна фізіологія та біохімія.- 2003.- №.4.- C.85 -88. 2. Драницин О. В. Зміна кількості морфологічних форм еритроцитів під дією фізичного навантаження у спортсменів високої кваліфікації та у людей, що не займаються спортом професійно // Вісник проблем біології та медицини. Українська медична стоматологічна академія.- 2004.- №.4.- C.128-134. 3. Драницин О. В. Зміна розмірів та морфологічних типів еритроцитів у спортсменів високої кваліфікації після фізичного навантаження субмаксимальної потужності // Експериментальна та клінічна фізіологія та біохімія.- 2005 - №.1.- C.60-67. 4. Драницин О. В. Зміна морфологічних параметрів еритроцитів у спортсменів високої кваліфікації під дією фізичного навантаження // Вісник Запорізького державного університету: Збірник наукових статей. Фізико-математичні науки. Біологічні науки.- 2004.- №.2.- C.142-145. 5. Пат. 61529A Україна, МКИ G01 N 33/48. Спосіб визначення морфологічних типів еритроцитів / Сорокін В. А., Башкін І. Н., Плетінь С. В., Драницин О. В.; Запорізький державний університет. - Заявл. 24.02.2003; Опубл. 17.11.2003; Бюл. № 11. - 2 с. (Особистий внесок: розробка ідеї та участь у розробці винаходу, написання чорнового варіанту винаходу; Башкін І. Н., Сорокін В. А., Плетінь С. В.: участь у розробці винаходу та загальне редагування). 6. Пат. 66574A Україна, МКИ G01 N 33/49. Спосіб визначення кислих і основних білків у лейкоцитах біологічного матеріалу / Башкін І. Н., Сорокін В. А., Плетінь С. В., Драницин О. В.; Запорізький державний університет. - Заявл. 28.07.2003; Опубл. 17.05.2004; Бюл. № 5. - 1 с. (Особистий внесок: розробка ідеї та участь у розробці винаходу, написання чорнового варіанту винаходу; Башкін І. Н., Сорокін В. А., Плетінь С. В.: участь у розробці винаходу та загальне редагування). 7. Сорокин В. А., Драницин О. В., Сердюк О. Н., Сорокина А. В., Сванидзе Р. А. Комплексный мониторинг функционального состояния спортсменов высшей квалификации с помощью гематологических методов и разработка методов его фармакологической коррекции // Научно-практическая конференция “Молодая спортивная наука Донбасса”, Донецк.- 2002.- C.229-232. (Особистий внесок: участь у розробці ідеї дослідження, проведення експерименту, участь у написанні статті; Сорокін В. А., Сердюк О. М., Сорокина А.В., Сванидзе Р.А.: участь у написанні статті; проведенні експерименту, розробка ідеї дослідження та загальне редагування). 8. Драницин О. В., Плетінь С. В., Сердюк О. М. Морфо-функціональні особливості клітин крові спортсменів високої кваліфікації при синдромі перетренованості. // Молода Спортивна Наука України: Зб. наук. праць з галузі фізичної культури та спорту. Вип.7. - Львів: НВФ "Українські технології".- 2003.- №.3.- C.350-352. (Особистий внесок: участь у розробці ідеї дослідження, проведення експерименту, написання чорнового варіанту статті; Плетінь С. В. та Сердюк О. М.: участь у проведенні експерименту, розробка ідеї дослідження та загальне редагування). Анотації Драницин О.В. Зміни морфофункціональних характеристик еритроцитів периферичної крові при дії фізичного навантаження. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 – фізіологія людини та тварин. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2006. У роботі показані зміни морфофункціональних характеристик еритроцитів у людей контрольної та тренованої груп після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності. Встановлено, що в периферичній крові людей тренованої групи кількість ехіноцитів I, ехіноцитів II та овалоехіноцитів I-II є більшою порівняно з такою у людей контрольної групи. Фізичне навантаження у людей тренованої групи призводить до збільшення кількості ехіноцитів I та ехіноцитів II порівняно з такою до фізичного навантаження. У людей контрольної групи виявлено збільшення кількості ехіноцитів I, ехіноцитів II, шистоцитів та дегмацитів після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності. У людей контрольної та тренованої груп фізичне навантаження субмаксимальної інтенсивності зумовлює збільшення площі видимої поверхні, довжини контуру, максимального та мінімального діаметрів еритроцитів, що вказує на зменшення їхнього об’єму. Спостерігалось зміщення кривих Прайс-Джонса вправо у більшості людей тренованої та контрольної груп після фізичного навантаження субмаксимальної інтенсивності. Ключові слова: еритроцити, ехіноцити, сфероехіноцити, шистоцити, фізичне навантаження субмаксимальної інтенсивності. Драницин О.В. Изменения морфо-функциональных характеристик эритроцитов периферической крови при действии физической нагрузки. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 – физиология человека и животных. – Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2006. В работе показаны изменения морфо-функциональных характеристик эритроцитов после физических нагрузок субмаксимальной интенсивности у тренированной и контрольной группы людей, которые не занимаются профессионально спортом. Для более точного выявления исследуемых параметров был разработан и запатентован способ выявления морфологических типов эритроцитов, который позволяет более точно измерять морфометрические параметры эритроцитов и их морфологические изменения. Показано, что в периферической крови людей тренированной группы до физической нагрузки достоверно увеличено количество эхиноцитов I, эхиноцитов-II и овалоэхиноцитов I-II по сравнению с контрольной группой людей. После физической нагрузки у людей тренированной группы было достоверно увеличено количество эхиноцитов I и эхиноцитов II в сравнении с таковым уровнем до физической нагрузки. У людей контрольной группы выявлено увеличение процентного количества эхиноцитов I, эхиноцитов II, шистоцитов и дегмацитов после физической нагрузки субмаксимальной интенсивности. Таким образом, после физической нагрузки субмаксимальной интенсивности происходило увеличение деструктивно и обратимо измененных морфологических типов эритроцитов, как в контрольной группе, так и в тренированной группе людей, но в более интенсивной форме это явление было характерно для контрольной группы. Также в работе изучались изменения морфометрических параметров эритроцитов после физической нагрузки субмаксимальной интенсивности. У людей тренированной и контрольной групп после физической нагрузки наблюдали достоверное увеличение площади видимой поверхности, длины контура, максимального и минимального диаметров эритроцитов, что указывает на уменьшение их объема. У большинства исследуемых людей данные изменения сопровождались смещением кривой Прайс-Джонса вправо. Ключевые слова: эритроциты, эхиноциты, сфероэхиноицты, шистоциты, физическая нагрузка субмаксимальной интенсивности. Dranitsin O.V. Changes of morpho-phynctional erythrocyte characteristics under physical loads. – Manuscript. Dissertation for scientific degree of candidate the biological sciences 03.00.13 – physiology of human and animals. – Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2006. In the present work changes of morpho-functional characteristics of erythrocytes after submaximal physical loads in trained and sedentary people have been shown. It has been demonstrated that percentage of echinocytes I, echinocytes II and ovaloechynocytes I-II was increased in trained people before submaximal physical loads. The percentage of echinocytes I and echinocytes II was increased after physical loads in trained people. The percentage of echinocytes I, echinocytes II, shistocytes and degmacytes was increased after submaximal physical loads in sedentary people. Visible area, contour length, maximal and minimum diameter of erytrocytes were increased after exercise in sportsmen and sedentary people that indicates decease in their volume. There was a shift to the right of Price-Jones curve in the majority of trained and sedentary people. Key words: erythrocytes, echinocytes, spheroechinocytes, schistocytes, submaximal physical loads. PAGE 13

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *