CC BY
22
УДК 612.013.1:[615.272.4:577.125.53
АКТОПРОТЕКТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ РЕГУЛЯТОРОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА И ФОСФОЛИПИДОВ ПРИ АЛИМЕНТАРНЫХ НАРУШЕНИЯХ ГОМЕОСТАЗА
Денисюк Т.А., Покровский М.В.
Кафедра фармакологии Курского государственного медицинского университета
Регуляторы обмена глюкозы и жирных кислот в сочетании с фосфолипидами или милдронатом повышают физическую работоспособность при алиментарном нарушении энергетического гомеостаза. В реализации актопротектор-ного эффекта, вызываемого фосфолипидами в сочетании с регуляторами углеводного обмена, участвуют цитокины, выделяемые прилипающими к стеклу спленоцитами.
Ключевые слова: физическая работоспособность, нарушение гомеостаза, регуляторы энергетического обмена.
The regulators of the metabolism of glucose and lipid acids in combination with phospholipids and mildronatum increase capability to physical work in the alimentary disorders of energy homeostasis. Cytokins releasing by splenocytes adhesed to glass, participate in the realization of actoprotector effect, causing by phospholipids in combination with the regulators of carbohydrate metabolism.
Key words: capability to physical work, homeostasis disorder, regulators of energy metabolism.
Одним из важнейших проявлений жизнедеятельности организма является возможность двигаться, выполнять различные по интенсивности и продолжительности физические нагрузки. В процессе эволюции из инструмента взаимодействия с внешней средой движение превратилось в один из ведущих гомеостатических факторов. Гомеостаз напряжения, сопутствующий мышечной деятельности, является необходимым условием поддержания гомеостаза покоя (В.П. Куликов, В.И. Киселев, 1990).
Выполнение физических нагрузок высокой интенсивности связано со значительными затратами энергии. Для сохранения здоровья и поддержания высокой работоспособности лица, выполняющие интенсивные физические нагрузки, должны в полной мере восполнять затраты энергии за счет оптимально организованного питания. При резкой интенсификации метаболических процессов, сопровождающих напряженную двигательную активность, резко возрастает потребность организма в углеводах, белках, витаминах и микроэлементах (Н.И. Волков, В.И. Олейников, 2001). Совершенно очевидно, что алиментарные нарушения гомеостаза приводят к снижению физической работоспособности и повышению утомляемости.
Избыточное поступление в организм ли-пидов имеет следствием переключение с уг-
леводного на липидный тип энергообеспечения клеток мышечной ткани, а временное прекращение приема пищи создает в организме дефицит всех эссенциальных нутриен-тов. В первом случае нарушается способность кратковременно выполнять физические нагрузки максимальной и субмаксимальной мощности, осуществляемые за счет анаэробного катаболизма углеводных резервов, во втором ограничивается возможность совершать мышечную работу высокой и умеренной мощности, энергию для которой миоци-ты получают в процессе аэробного окисления углеводов и липидов (Ю.Г. Бобков и др., 1984).
Изучено влияние регуляторов углеводного и липидного обменов, а также полинена-сыщеных фосфолипидов на физическую работоспособность при избыточном поступлении липидов (ИПЛ) и временном прекращении приема пищи (ППП).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперимент выполнен на крысах Вистар. Первой группе животных в течение 8 нед. вводили холестерин, витамин D2, подсолнечное масло и метилурацил, второй - в течение 2 нед. не давали пищи (при свободном доступе к воде). Концентрацию глюкозы и лактата
в крови определяли по В.В. Меньшикову (1987), содержание гликогена в печени и мышцах - по В.А. Вилковой (1982). Оценивали способность крыс выполнять физическую нагрузку субмаксимальной интенсивности (ФНСИ) (по числу крыс, плававших с грузом 20% массы тела в течение 1 мин) и физическую нагрузку высокой интенсивности (ФНВИ) (по максимальной продолжительности плавания с грузом 5% массы тела).
Крысам внутримышечно вводили тиамин (2мг/кг), рибоксин (2мг/кг), L-карнитин (2мг/кг), биотин (2мг/кг) и внутривенно эс-сенциале (10мг/кг). Инъекции препаратов проводили пятикратно с 12-часовым интервалом в последние двое суток ИПЛ и ППП. Состояние физической работоспособности тестировали непосредственно после заключительной инъекции препаратов. Часть животных через 6 часов после введения препаратов умерщвляли, выделяли спленоциты (П. Дер-флинг, З. Вихнер, 1987) и фракционировали их по способности прилипать к стеклу при различной температуре (С.В. Родионов и др., 1985). Фракции спленоцитов культивировали в течение 4 ч, после чего клетки осаждали центрифугированием. Супернатанты прилипающих и неприлипающих клеток фракционировали на сефадексе G-150, выделяли 3 фракции - высокомолекулярную (>150кД), среднемолекулярную (<15кД) (Г. Детерман, 1970).
Фракции супернатантов прилипающих и неприлипающих спленоцитов (ФСПС и ФСНС) внутрибрюшинно 5-кратно с 12-ча-
гена в печени, но не влияло на содержание этого соединения в мышцах КПИЛ. После ФНСИ концентрация гликогена в печени и
совым интервалом вводили крысам, получавшим избыток липидов (КПИЛ), и крысам, не получавшим пищи (КНПП). Разовая доза фракции равнялась 500 мкг/кг белка. После заключительной инъекции ФСПС или ФСНС тестировали состояние физической работоспособности.
Результаты обрабатывали статически. Существенность различий способности выполнять ФНВИ оценивали по Стьюденту, ФНСИ - с использованием точного метода Фишера.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ИПЛ приводило к увеличению массы тела на 15,6±1,9%, а ППП к снижению массы на 10,8±1,2%.
В крови КПИЛ концентрация глюкозы и лактата не отличалась от нормы, в то время как в крови КНПП концентрация глюкозы снижалась, а содержание лактата не изменялось. После ФНСИ концентрация глюкозы в крови КПИЛ значительно снизилась, а лакта-та повышалась. Аналогичные по направленности, но менее выраженные изменения содержания лактата происходили в крови КНПП, ФНВИ у обеих групп животных вызывала уменьшение концентрации глюкозы, но не влияла на содержание лактата (таблица 1). В печени и мышцах КПИЛ содержание гликогена было таким же, как у контрольных животных, а в органах КНПП значительно ниже. ФНСИ снижало концентрацию глико-
Таблица 1
мышцах КНПП не изменялась. ФНВИ значительно снижала содержание гликогена в органах обеих групп крыс (таблица 2).
Влияние физической нагрузки на концентрацию глюкозы и лактата в крови
при алиментарном нарушении гомеостаза
Условия опыта КПИЛ КНПП
Глюкоза Лактоза Глюкоза Лактоза
1. Контроль (без нагрузки) 5,4±0,3 1,6±0,2 4,2±0,2*1 1,9±0,2
2. ФНСИ 3,7±0,2 2,9±0,3*1 4,1±0,2 2,3±0,3*1
3. ФНВИ 4,5±0,3*1,2 1,8±0,2*2 4,4±0,3 1,5±0,2*2
Примечание: у интактных крыс глюкоза 5,1±0,3 ммоль/л; лактат - 1,5±0,2 ммоль/л
Таблица 2
Влияние физической нагрузки на содержание гликогена в печени и мышцах
при алиментарном нарушении гомеостаза
Условия опыта КПИЛ КН] ПП
Печень Мышцы Печень Мышцы
1. Контроль (без нагрузки) 202,8±16,3 23,1±1,6 95,3±9,7 15,4±1,3
2. ФНСИ 127,8±13,5*1 21,8±1,5 99,0±10,6 14,2±1,4
3. ФНВИ 96,6±11,4*12 17,2±1,3*1,2 62,5±1,3*1,2 9,8±1,1*1,2
Примечание: у интактных крыс гликоген в печени - 212,3±16,4; в мышцах - 22,4±1,3
Введение регуляторов обмена глюкозы с фосфолипидами и регуляторов обмена жирных кислот с милдронатом уменьшало выраженность изменения концентрации глюкозы в крови и гликогена в органах КПИЛ и КНПП, выполнявших ФНСИ и ФНВИ.
Установлено, что ИПЛ снижало способность выполнять ФНСИ, но не влияло на возможность выполнения ФНВИ. После ППП имело место снижение параметров ФНСИ и ФНВИ. Введение тиамина и рибоксина, тиамина и эссенциале или рибоксина и эссен-циале нормализовало способность к выпол-
нению ФНСИ у КПИЛ и увеличивало (но не нормализовало) эту функцию у КНПП. Указанные сочетания препаратов не оказывали существенного влияния на параметры ФНВИ у КПИЛ и КНПП. Оппозитивные результаты получены при изучении актопротекторного действия L-карнитина и биотина, L-карни-тина и милдроната, биотина и милдроната. Сочетанное введение этих препаратов не влияло на способность обеих групп животных выполнять ФНСИ, но существенно увеличивало возможность КНПП выполнять ФНВИ (таблица 3).
Таблица 3
Влияние энергетического обмена и фосфолипидов на физическую работоспособность
Условия опыта КПИЛ КНПП
ФНСИ ФНВИ ФНСИ ФНВИ
1. Контроль (без нагрузки) 16*к 8,6±1,8 10*к 3,7±0,8*к
2. Введение тиамина и рибоксина 26*1 8,4±1,5 17*к,1 3,5±0,7*к
3. Введение тиамина и эссенциале 27*1 9,0±2,1 18*к,1 3,2±0,9*к
4. Введение рибоксина и эссенциале 24*1 8,8±1,9 17*к,1 3,4±0,8*к
5. Введение L-карнитина и биотина 14*к,2~4 9,5±2,0*к 9*к,2-4 5,8±1,2*к1-4
6. Введение L-карнитина и милдро-ната 12*к,2-4 7,9±1,8 8*к,2-4 6,1±1,1*к1-4
7. Введение биотина и милдроната 15*к,2-4 8,6±1,3 1042"4 5,5±1,0*кД"4
Примечание: у животных, получивших обычный пищевой рацион ФНСИ - 28 крыс из 40, ФНВИ - 8,2±1,2 мин.
Сопоставление метаболического и акто-протекторного эффектов регуляторов энергетического обмена и фосфолипидов не выявило четкой зависимости между влиянием препаратов на содержание и использование углеводных резервов и способностью животных выполнять физические нагрузки субмаксимальной и высокой интенсивности при различных формах алиментарного нарушения
гомеостаза. Одной из причин этого может быть опосредованный характер влияния регуляторов энергетического обмена на физическую работоспособность. Не исключено, что роль звена сопряжения играют модифицированные препаратами эритроциты и выделяющиеся под их влиянием цитокины спленоцитов (И.Л. Ласкова, 2000). Для выяснения этого вопроса изучено влияние различ-
32-370С. Высокомолекулярная (>150кД) фракция супернатанта этих клеток крыс, получавших указанные препараты, повышала способность КПИЛ к КНПП выполнять ФНСИ, но не влияла на осуществление ими ФНВИ. Другие фракции спленоцитов крыс, получавших указанные препараты в условиях наших экспериментов, не обладали актопро-текторным действием (таблица 4). Актопро-
Таблица 4
Влияние фракций прилипающих спленоцитов интактных крыс, получавших регуляторы
энергетического обмена и фосфолипиды, на физическую работоспособность _при алиментарном нарушении гомеостаза_
Условия опыта КПИЛ КНПП
ФНСИ ФНВИ ФНСИ ФНВИ
1. Контроль (без введения фракций) 16*к 8,6±1,8 10*к 3,7±0,8*к
2. Введение ВМФ ПС крыс, 22*кД 16*к1
получавших тиамин и эс- 7,8±1,7 3,5±0,9*к
сенциале
3. Введение ВМФ ПС крыс, 23*кД 18*к,1
получавших рибоксин и эс- 8,0±1,9 3,6±0,9*к
сенциале
4. Введение СМФ ПС крыс,
получавших тиамин и эс- 14Ч2,3 7,6±1,5 9*к,2,з 4,1±0,9*к
сенциале
5. Введение СМФ ПС крыс, 16*кА3 8*к,2,3
получавших рибоксин и эс- 7,9±2,0 3,4±0,7*к
сенциале
6. Введение НМФ ПС крыс, 15*к,2,3 11*к,2,3
получавших тиамин и эс- 8,3±1,6 3,7±0,8*к
сенциале
7. Введение НМФ ПС крыс, 13*кА3 10*к,2,3
получавших рибоксин и эс- 8,5±1,7 4,0±1,1*к
сенциале
ных фракций супернатантов прилипающих и не прилипающих к стеклу клеток селезенки крыс, получавших энергезирующие препараты с эссенциале, на способность КПИЛ и КНПП выполнять ФНСИ и ФНВИ.
Установлено, что актопротекторный эффект сочетаний эссенциале - тиамин и эссен-циале - рибоксин опосредуется цитокинами клеток селезенки, прилипающих к стеклу при
Примечание: ВМФ, СМФ, НМФ - высоко, средне- и низкомолекулярные фракции; ПС - прилипающие спленоциты.
текторный эффект, вызываемый сочетанием тиамина с рибоксином, а также милдроната с L-карнитином или биотином, не опосредовался цитокинами спленоцитов.
Полученные данные показывают, что иммунологические механизмы участвуют в реализации актопротекторного эффекта, вызываемого фосфолипидами в сочетании с регуляторами углеводного обмена. Можно предположить, что цитокины, выделяющиеся спленоцитами в составе высокомолекулярной
фракции, повышают активность фосфокреа-тинкиназы, аденозинтрифосфатазы или ферментов гликолиза. Что же касается сочетан-ного применения регуляторов углеводного или липидного обменов, то их актопротек-торное действие, вероятно, вызвано прямым влиянием препаратов на катаболизм глюкозы и жирных кислот в миоцитах.
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о возможности управления физической работоспособностью животных с
различными формами алиментарных нарушений гомеостаза путем применения регуляторов энергетического обмена и фосфолипи-дов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Куликов В.П., Киселев В.И. Потребность в двигательной активности. - Новосибирск, 1998. - 150 с.
2. Волков Н.И., Олейников В.И. Биологически активные добавки в специализированном питании спортсменов. - М., 2001. -80 с.
3. Бобков Ю.Г., Виноградов В.М., Катков В.Ф. и др. Фармакологическая коррекция
утомления. - М., 1984. - 208 с.
4. Лабораторные методы исследования в клинике. Под ред. В.В. Меньшикова - М., 1987. - 386 с.
5. Вилкова В.А. // Методы биохимических исследований. - Л., 1982. - С. 234-238
6. Дерфлинг П., Вихнер 3. // Иммунологические методы / Под. ред. Г. Фриленд. Пер. с нем. - М., 1987. -С. 373-378.
7. Детерман Г. Гель-хроматография. - М., 1970. - 252 с.
8. Родионов С.М., Патним В.И., Матарен-ко И.Г., Земсков В.М. // Иммунология -1985, № 3. - С. 34-37.
