.

Вплив аденозинтрифосфатвмісних сполук на прооксидантно-антиоксидантну рівновагу за умов інтенсивного фізичного навантаження (автореферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2185
Скачать документ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Вдовенко Наталія Володимирівна

УДК 612.015:796.072.2

Вплив аденозинтрифосфатвмісних сполук на прооксидантно-антиоксидантну
рівновагу за умов інтенсивного фізичного навантаження

03.00.04 – біохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Державному науково-дослідному інституті фізичної
культури і спорту, Міністерство України у справах сім’ї, молоді та
спорту

Науковий керівник – доктор біологічних наук, доцент

Олійник Сергій Анатолійович,

Національний університет фізичного виховання і спорту України, заступник
директора Науково-дослідного інституту Національного університету
фізичного виховання і спорту України

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Калачнюк Григорій Іванович,

Львівська національна академія ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького,
директор Науково-дослідного інституту біотехнологічних основ підвищення
продуктивності тварин, професор кафедри органічної та неорганічної хімії

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Левицький Євген
Леонідович,

Інститут фармакології та токсикології АМН України, головний науковий
співробітник відділу біохімічної фармакології

Провідна установа – Харківський національний університет
ім. В.Н. Каразіна, кафедра біохімії, Міністерство освіти і науки
України, м. Харків

Захист відбудеться “20” січня 2006 р. о 12 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.004.08 у Національному аграрному
університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15,
навчальний корпус № 3, ауд. №65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного
університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13,
навчальний корпус № 4, кімн. 41

Автореферат розісланий “17” грудня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Калінін І.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Пероксидне окиснення ліпідів (ПОЛ), що постійно
протікає в тканинах організму, значно активується за дії на нього
різноманітних негативних факторів, а також інтенсивних фізичних
навантажень [С.И. Красиков, 1988; F. Gunduz et al., 2004]. Однією з
причин значного прискорення ПОЛ за умов інтенсивних (максимальних та
субмаксимальних) фізичних навантажень є активація симпато-адреналової
системи у відповідь на посилення м’язової роботи. Це пов’язано з
утворенням активних форм оксигену (АФО) при окисненні адреналіну, які
здатні ініціювати вільнорадикальні реакції [W. Bors et al., 1978; E.J.
Dilberto et al., 1981]. За інтенсивних фізичних навантажень у тварин та
людей закономірно знижується концентрація аденозинтрифосфорної кислоти
(АТФ) та креатинфосфату (КФ) у скелетних м’язах, активується гліколіз,
виникає значне підвищення вмісту лактату та зниження величини рН крові
[Ф.З. Меерсон и др., 1983; В.Н. Платонов, 2004]. Безпосередніми
наслідками активації ПОЛ в організмі спортсменів є стани
перетренованості та зниження спортивної (загальної та спеціальної)
працездатності [Ю.А. Петров и др., 1991; В.Л. Смульский, 1992]. Окисний
стрес (ОС) відіграє провідну роль в розвитку в першу чергу патології
серцево-судинної та нервової систем, у тому числі у спортсменів [В.А.
Барабой, Д.А. Сутковой, 1997]. Інтенсивне фізичне навантаження потребує
максимального напруження роботи мітохондрій скелетних м’язів та серця
[Ю.Г. Бобков и др., 1984; G. Turgut et al., 2003]. На сьогодні не
викликає сумнівів те, що за своєю чутливістю до кисневого голодування
серцево-судинна система займає друге місце після центральної нервової
системи (ЦНС) [Н.Н. Зайко, 1977; В.Л. Смульский, 1997; В.Л. Смульский и
др., 1999].

Вміст продуктів ПОЛ в організмі регулюється за допомогою антиоксидантної
системи (АОС). До її складу входять як ферменти (супероксиддисмутаза
(СОД), каталаза, глутатіонредуктаза і пероксидази) і ряд
неферментативних антиоксидантів (АО) [Ж.И. Абрамова, Г.И. Оксенгендлер,
1985; Ю.А. Зозуля и др., 2000]. Проте за умов ОС, коли відбувається
накопичення АФО, потужності АОС для знешкодження цих форм не вистачає,
що приводить до порушення прооксидантно-антиоксидантної рівноваги (ПАР).
Для її корекції за умов інтенсивних фізичних навантажень, які завжди
супроводжуються гіпоксією, доцільно використовувати антиоксидантні
препарати, які мають високу тропність до серцевого м’яза і нормалізують
в ньому енергетичні процеси. Такими препаратами є кардіопротектори,
переважну кількість яких мають антиоксидантні властивості і вже тривалий
час застосовують у практиці спортивної медицини [М. Уильямс, 1997; О.С.
Кулиненков, 2001; Г.А. Макарова, 2003; В.Н. Платонов, 2003; Р.Д.
Сейфулла, 2003].

Отже, дослідження нових високоефективних препаратів, здатних не тільки
посилювати систему антиоксидантного захисту, а й мінімізувати порушення
в роботі серцево-судинної системи, є актуальним завданням. При цьому
з’ясовування механізмів дії цих речовин дає можливість визначити
правильні схеми використання з метою запобігання негативного впливу ОС
за умов інтенсивних фізичних навантажень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота виконано в рамках тем наукових досліджень Державного
науково-дослідного інституту фізичної культури і спорту на замовлення
Державного комітету України з питань фізичної культури і спорту:

з 2000 по 2003 р. ? “Вивчення використання препаратів природного і
синтетичного походження в процесі підготовки спортсменів збірних команд
України” (№ держреєстрації 0101U004951);

з 2003 по 2004 р. ? “Розробка методів індивідуального вибору
фармакологічних та спеціальних засобів підвищення працездатності
спортсменів високого рівня” (№ держреєстрації 0101U004944);

з 2003 по 2004 р. ? “Державна програма вдосконалення системи підготовки
спортсменів до Олімпійських та Паралімпійських ігор” (затверджена
Постановою Кабінету Міністрів України № 1415 від 26 вересня 2002 р.) за
напрямом “Створення умов для стимулювання працездатності спортсменів,
яка досягається шляхом раціонального харчування та застосування
дозволених фармакологічних засобів”.

Мета і задачі дослідження. Визначити прооксидантно-антиоксидантний
статус організму за умов інтенсивних фізичних навантажень і його
корекцію аденозинтрифосфатвмісними сполуками (динатрієвої солі АТФ,
АТФ-ЛОНГ).

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

Визначити показники, що характеризують реалізацію антиоксидантної дії
аденозинтрифосфатвмісних сполук в модельних системах in vitro.

Вивчити вплив АТФ-ЛОНГ на динаміку ПОЛ у міокарді, печінці, головному
мозку та крові щурів за умов максимальних фізичних навантажень.

З`ясувати дію разового застосування АТФ-ЛОНГ на
прооксидантно-антиоксидантний статус крові спортсменів та показники
фізичної працездатності.

Дослідити вплив курсового застосування аденозинтрифосфатвмісних сполук
на прооксидантно-антиоксидантний статус крові спортсменів за інтенсивних
фізичних навантажень.

Об’єкт дослідження ? прооксидантно-антиоксидантна рівновага за умов
окисного стресу, спричиненого інтенсивними фізичними навантаженнями.

Предмет дослідження ? з’ясування стану антиоксидантної системи у крові
спортсменів та у міокарді, печінці, головному мозку та плазмі крові
експериментальних тварин і її корекція аденозинтрифосфатвмісними
сполуками (АТФ-ЛОНГ, динатрієва сіль АТФ).

Методи дослідження ? біохімічні (методи дослідження
прооксидантно-антиоксидантної рівноваги); біофізичні (методи визначення
взаємодії препаратів з модельними фосфоліпідними мембранами та
сироватковим альбуміном людини (САЛ)); а також методи оцінки
функціонального стану організму спортсменів і методи тестування
загальної та спеціальної працездатності спортсменів.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше в умовах in vitro
з’ясовано антиоксидантну активність АТФ-ЛОНГ та його складових (АТФ,
гістидин) на експериментальній моделі гальмування окиснення жовткового
ліпопротеїну і встановлено внесок кожного із структурних компонентів
препарату в реалізацію його антиоксидантної дії. У дослідах за вказаних
умов вивчено взаємодію АТФ-ЛОНГ, АТФ та гістидину з мономолекулярним
шаром дистеріаїлфосфатидилхоліну (ДСФХ), а також АТФ з магнієм, калієм у
подвійних та потрійних системах і встановлено, що з усіх досліджуваних
сполук найбільш виражену мембранотропну активність має АТФ-ЛОНГ.
Встановлено також основні закономірності взаємодії
аденозинтрифосфатвмісних препаратів із сироватковим альбуміном крові. В
експериментах, проведених в умовах in vivo (на тваринах), показано
порушення ПАР під впливом максимального фізичного навантаження. Введення
препарату “АТФ-ЛОНГ” за дії ОС, викликаного інтенсивним фізичним
навантаженням, призводить до запобігання порушення показників, що
характеризують стан ПАР організму експериментальних тварин (щурів) та
людей (спортсменів високої кваліфікації). Науково-обґрунтовано
доцільність використання АТФ-ЛОНГ за умов інтенсивних фізичних
навантажень (зокрема, в практиці підготовки спортсменів високої
кваліфікації).

Практичне значення одержаних результатів. На підставі одержаних
результатів досліджень стало можливим розширити арсенал лікарських
засобів з антиоксидантними властивостями, що використовуються в практиці
підготовки спортсменів високої кваліфікації, а саме: рекомендувати до
використання новий вітчизняний кардіотропний препарат “АТФ-ЛОНГ” за умов
інтенсивних фізичних навантажень. Розроблено схеми одноразового та
курсового застосування препарату для підвищення фізичної працездатності,
прискорення процесів відновлення після значних тренувальних та
змагальних навантажень.

Результати досліджень впроваджено в навчальний процес на ряді кафедр
вищих навчальних закладів України, де викладаються біологічні та медичні
дисципліни (Івано-Франківська державна медична академія, Київська
медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика, Національний
університет фізичного виховання і спорту України), а також в практику
підготовки спортсменів високої кваліфікації (міні-футбол, боротьба).

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проведено пошук та аналіз
наукової літератури за даною проблемою, розроблено методологію
досліджень, виконано основну частину експериментальних досліджень,
здійснено статистичну обробку результатів, їх аналіз та узагальнення.
Дослідження взаємодії препаратів з модельними фосфоліпідними мембранами
проводилися у співробітництві з О.М. Ляховим та старшим науковим
співробітником, кандидатом біологічних наук С.Є. Могилевичем (Інститут
біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України); дослідження взаємодії
аденозинтрифосфатвмісних сполук з сироватковим альбуміном людини – з
Ю.М. Набокою (Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України);
дослідження антиоксидантних властивостей препаратів хемілюмінесцентним
методом – спільно із старшим науковим співробітником, кандидатом
біологічних наук Ю.П. Гриневич (Інститут ядерних досліджень НАН
України).

Автором самостійно проведено аналіз та узагальнення результатів
досліджень.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи
доповідались і обговорювались на IV Міжнародному науковому конгресі
“Олімпійський спорт і спорт для всіх: проблеми здоров’я, рекреації,
спортивної медицини та реабілітації” (Київ, 2000), на VI Міжнародному
науковому конгресі “Physical education and sport” (Варшава, 2002), на VI
Міжнародному науковому конгресі “Молода спортивна наука України” (Львів,
2002), на VII Міжнародному науковому конгресі “Современный олимпийский
спорт и спорт для всех” (Москва, 2003), на V Міжнародній
міждисциплінарній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми науки
та освіти” (Алушта, 2004), на VIII Міжнародному науковому конгресі
“Современный олимпийский спорт и спорт для всех” (Алматы, 2004), на
засіданнях кафедри спортивної медицини Національного університету
фізичного виховання і спорту України в 2000-2004 роках та на засіданнях
лабораторії харчування спортсменів Державного науково-дослідного
інституту фізичної культури і спорту в 2000–2002 роках і лабораторії
ергогенних чинників у спорті того ж інституту в 2003—2004 роках.

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладено в 11
наукових публікаціях, з них 4 статті у фахових виданнях згідно переліку
ВАК України та 5 тез доповідей на наукових конференціях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 154 сторінках
друкованого тексту, складається зі вступу, огляду наукової літератури,
матеріалів та методів досліджень, результатів проведених
експериментальних досліджень та їх обговорень, аналізу та узагальнення
результатів досліджень, висновків, списку використаних джерел та
додатків. Робота містить 24 рисунки і 17 таблиць. Список використаної
літератури включає 213 джерел (із них – 74 зарубіжних авторів).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

Огляд літератури дисертації присвячено теоретичному аналізу літератури
щодо впливу напруженої м’язової діяльності на ПАР та застосування
кардіопротекторів у практиці спортивної медицини.

Слід враховувати те, що за умов максимального та субмаксимального
фізичного навантаження, в тому числі і за рахунок зниження
антиоксидантної активності міокарду, страждає в першу чергу
серцево-судинна система. Виходячи з цього, можна зробити логічний
висновок, що застосування саме кардіопротекторних фармакологічних
засобів, які підвищують при цьому ефективність АОС (зокрема,
аденозинтрифосфатвмісних сполук), здатне найбільшою мірою підвищити
резистентність організму до напруженої м’язової діяльності.

Викладена теоретична передумова стала підставою для формування робочої
гіпотези даної дисертаційної роботи та проведення досліджень, які
спрямовані на з’ясування можливостей біохімічних механізмів реалізації
антиоксидантної дії АТФ-ЛОНГ за умов інтенсивних фізичних навантажень.

МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводилися на 30 щурах-самцях лінії Вістар масою 180—200
г. Тварин утримували на стандартному раціоні віварію. У дослідженні
брали участь 58 спортсменів, які спеціалізуються в циклічних і
ациклічних видах спорту ? волейболі, академічному веслуванні, легкій
атлетиці, військовому багатоборстві (чоловіки у віці 18–25 років, що
мають спортивну кваліфікацію 1–2-й розряди, кандидати у майстри спорту
та майстри спорту).

Під час проведення досліджень було використано комплекс таких методів:
1) біохімічні методи (спектрофотометричне визначення дієнових кон’югатів
у гептан-ізопропанольних екстрактах тканин гомогенатів [Е.И. Львовская и
др., 1991], концентрації метаболітів, що реагують з 2-тіобарбітуровою
кислотою – ТБК-активні продукти [В.А. Барабой и др. 1992; С.А. Сморщок и
др., 1986], спектрофотометричне визначення СОД-активності [Е.Е.
Дубинина и др., 1988], визначення каталазної активності [М.А. Королюк и
др., 1988], взаємодія АТФ-ЛОНГ, АТФ та гістидину із фосфоліпідними
мембранами досліджувана на моделі моношарових плівок Ленгмюра з
дистеріаїлфосфатидилхоліну (ДСФХ) [S. Feng et al., 1994], дослідження
впливу препарату “АТФ-ЛОНГ” та його компонентів на накопичення
ТБК-активних продуктів у модельній системі “жовтковий ліпопротеїн –
Fe2+” in vitro [Г.И. Клебанов и др., 1988], а також визначення вмісту
сечовини, лактату, гемоглобіну на біохімічному аналізаторі LP-400 фірми
“Dr. Lange” (Німеччина) з використанням стандартних наборів реактивів
цієї ж фірми); 2) біофізичні методи (вплив АТФ-ЛОНГ, АТФ та гістидину)
на третинну структуру сироваткового альбуміну людини [V.M. Rosenoer et
al., 1977], визначення антиоксидантної активності досліджуваних речовин
хемілюмінесцентним методом [Я.И. Серкиз и др., 1989]; газоаналіз;
варіаційна пульсографія [Р.М. Баевский и др., 1984]), а також методи
оцінювання рівня прояву якісних сторін рухової діяльності спортсменів
[Ю.В. Верхошанский, 1988].

Експериментальні дані оброблялися загальновизнаними методами варіаційної
статистики [С.Г. Григорьев и др., 1992; С.Н. Лапач и др., 2000].
Розраховувалися значення середніх арифметичних величин (М), їх
середньоквадратичне відхилення (д) і помилка середньої (m). Розрахунки
проводились за допомогою ІВМ – сумісного комп’ютера за програмами
“Statgraphics” та “Excel”. Для визначення вірогідних відмінностей між
середніми величинами використовували критерій Стьюдента (t) та критерій
знаків (Р).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

За умов використання експериментальних модельних систем встановлено, що
АТФ-вмісні сполуки (АТФ-ЛОНГ та динатрієва сіль АТФ) у діапазоні
концентрацій 10–4 –10–5 моль·л–1 взаємодіють із сформованою штучною
моношаровою мембраною з ДСФХ, що стверджує мембранотропні властивості
АТФ-вмісних сполук (табл. 1). При цьому, активність взаємодії АТФ-ЛОНГ
із модельною мембраною більша, ніж у динатрієвої солі АТФ, що свідчить
про слабкіші мембранотропні властивості останньої.

Таблиця 1

Вплив АТФ-ЛОНГ та динатрієвої солі АТФ на енергетичні параметри
моношарів з ДСФХ (M±m, n=4)

Сполука S0,

нм2·мол. –1 Hсс,

ккал Hсл,

ккал Hлл,

ккал ?G, ккал·моль–1

Буфер

(Трис-HCl 0,005 моль·л–1) 0,64±0,1 44±4 –50±1 –399±13 –25±1

АТФ-ЛОНГ,

10–4 моль·л–1 0,7±0,2* 39±2 –55±2 –433±11 –28±3

АТФ-ЛОНГ,

10–5 моль·л–1 0,68±0,2 42±3 –54±3 –418±6 –27±4

АТФ,

10–4 моль·л–1 0,68±0,1 31±1* –64±2* –412±21 –23±3

АТФ,

10–5 моль·л–1 0,66±0,3 35±4 –53±2 –421±11 –25±2

Примітки:

1. S0 – площа, яка припадає на одну молекулу фосфоліпіду за нульового
поверхневого тиску; Hсс, Hсл, Hлл – енергетичні коефіцієнти, які
відповідають взаємодіям субфаза-субфаза, субфаза-ліпід та ліпід-ліпід;
?G – величина, яка характеризує всю поверхню загалом;

2. * P

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020