CC BY
15
low bone mineral density at the hip. Aging Clinical And Experimental Research. 2016, vol. 28, no. 3. pp. 567-571.
11. Jin H., Evangelou E., Ioannidis J. P., Ralston S. H. Polymorphisms in the 5' flank of COL1A1 gene and osteoporosis: meta-analysis of published studies. Osteoporosis international. 2011, vol. 22, no 3. pp. 911-921.
12. Kanis J. A., McCloskey E. V., Johansson H., Cooper C., Rizzoli R., Reginster J.-Y. European guidance for the diagnosis and management of osteoporosis in postmenopausal women. Osteoporosis international. 2013, vol. 24, no. 1. pp. 23-57.
13. Kurt-Sirin O., Yilmaz-Aydogan H., Uyar M., Seyhan M. F., Isbir T., Can A. Combined effects of collagen type I alpha1 (COL1A1) Sp1 polymorphism and osteoporosis risk factors on bone mineral density in Turkish postmenopausal women. Gene. 2014, vol. 540, no 2. pp. 226-231.
14. Majchrzycki M., Bartkowiak-Wieczorek J., Wolski H., Drews K., Bogacz A., Czerny B., Zagrodnik-Ulan E., Seremak-Mrozikiewicz A. Polymorphisms of collagen 1A1 (COL1A1) gene and their relation to bone mineral density in postmenopausal women. Ginekologia Polska. 2015, vol. 86, no. 12. pp. 907-914.
15. Rodriguez S., Gaunt T. R., Day I. N. Hardy-Weinberg equilibrium testing of biological ascertainment for Mendelian randomization studies. American Journal of Epidemiology. 2009, vol. 169, no. 4. pp.505-514.
16. Urano T., Inoue S. Genetics of osteoporosis. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2014, vol. 452, no. 2. pp. 287-293.
17. Zhang L. Q., Liu H., Huang X. F. Relation of JAGGED 1 and collagen type 1 alpha 1 polymorphisms with bone mineral density in Chinese postmenopausal women. International Journal of Clinical and Experimental Pathology. 2014, vol. 7, no. 10. pp. 7142-7147.
УДК 577.1 : 612.015.347
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ КРИСТАЛЛОГЕННОЙ АКТИВНОСТИ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ СПОРТСМЕНОВ
1,2Мартусевич А.К., 3Карузин К.А., 3Самойлов А.С., 2Ковалева Л.К.
'ФГБУ «Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр» Минздрава России, Нижний Новгород, Россия (603155, г. Нижний Новгород, Верхневолжская наб., 18), e-mail: [email protected] 2ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Минздрава России, Киров, Россия (610021, г. Киров, ул. К. Маркса, 112) 3ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва, Россия (123098, г. Москва, ул. Маршала Новикова, 23)
Целью исследования служило изучение влияния курса персонифицированной метаболической поддержки на характер дегидратационной структуризации сыворотки крови квалифицированных спортсменов. В исследование было включено 262 спортсмена, имеющих разряд по циклическим видам спорта, а также 35 практически здоровых людей, не занимающихся регулярными физическими тренировками. Для проведения исследования у всех обследуемых лиц однократно получали образцы крови с последующим выделением из нее сыворотки крови. Для последней оценивали кристаллогенную активность методом классической кристаллоскопии. Изучение особенностей реализации кристаллогенных свойств сыворотки крови спортсменов позволило верифицировать негативные сдвиги, инициированные интенсивными регулярными физическими тренировками.
Ключевые слова: спортсмены, метаболизм, сыворотка крови, кристаллогенные свойства, биокристалломика.
STUDY OF SPECIALTIES OF CRYSTALLOGENIC ACTIVITY OF BLOOD SERUM IN SPORTSMAN
1,2Martusevich A.K., 3Karuzin K.A., 3Samoilov A.S., 2Kovaleva L.K.
•Privolzhsky Federal Medical Research Centre, Nizhny Novgorod, Russia (603950, Russia, Nizhny Novgorod, Verhne-Volzhskaya Emb., 18), e-mail: [email protected]
2Kirov State Medical University, Kirov, Russia (610021, Russia, Kirov, Karl Marx Street, 112)
3Federal Medical Biophysical Center named after A.I. Burnazyan, Moscow, Russia (123098, Moscow, Marshal
Novikov Street, 23)
The aim of the study was to study the effect of personalized metabolic support on the character of structurization of dehydrated blood serum of skilled athletes. The study included 262 athletes having the category for cyclic sports, as well as 35 healthy people, not involved in regular physical training. To conduct the study we received the blood samples (with followed serum separation) in all the studied persons. We evaluated crystallogenic activity of blood serum with method of classic crystalloscopy. The study of the peculiarities of crystallogenic properties of blood serum of the athletes allowed us to verify the negative shifts initiated by intense regular physical training, comparable in direction with the biochemical response of blood on this exposure.
Key words: sportsmen, metabolism, blood serum, crystallogenic properties, biocrystallomics.
Введение
Известно, что интенсивные физические тренировки и высокая соревновательная активность, характерные для спортсменов высокой квалификации, способствуют возникновению у последних различной дизрегуляторной патологии [1-3]. Это проявляется в формировании сдвигов функционального состояния сердечно-сосудистой системы и параметров метаболизма клеток и тканей [1, 4-6]. Эта тенденция в полной мере относится и окислительному метаболизму, обеспечивая в ряде случаев формирование окислительного стресса различной степени тяжести [1, 7-11]. В наших предшествующих исследованиях также были получены доказательства нарушения баланса про- и антиоксидантных систем крови у квалифицированных (профессиональных) спортсменов, заключавшиеся в выраженном нарастании интенсивности липопероксидации плазмы крови на фоне угнетения антиоксидантного потенциала последней [12, 13]. Это детерминирует необходимость направленной коррекции указанных метаболических сдвигов организма спортсменов.
В настоящее время в качестве информативного индикатора физико-химических свойств биологических субстратов организма человека рассматриваются методы новой биомедицинской науки - биокри-сталломики [14, 15]. Они позволяют опосредованно оценивать как текущее состояние метаболизма, так и его динамику [14-21].
Цель исследования: изучение влияния курса персонифицированной метаболической поддержки на характер дегидратационной структуризации сыворотки крови квалифицированных спортсменов.
Материалы и методы
В исследование было включено 262 спортсмена, имеющих разряд по циклическим видам спорта, а также 35 практически здоровых людей, не занимающихся регулярными физическими тренировками. Для проведения исследования у всех обследуемых лиц, подписавших информированное согласие на участие в нем, однократно получали образцы крови (2 мл). У спортсменов тестирование осуществляли в тренировочный период.
Получение образцов крови у спортсменов проводили до начала курса и сразу по его завершении. Из образцов крови выделяли плазму путем центрифугирования по стандартной методике. Затем приготавливали микропрепараты по технологии классической кристаллоскопии [14, 15]. Описание результатов де-гидратационной структуризации биологической жидкости осуществляли с использованием собственной системы полуколичественных параметров. Основными визуаметрическими показателями, оцениваемыми в балльной шкале, служили кристаллизуемость (отражает количественную сторону кристаллизации -плотность кристаллических элементов в фации), индекс структурности (характеризует сложность структуропостроения), степень деструкции фации (представляет собой индикатор качественной стороны процесса - правильности образования структур) и выраженность краевой зоны микропрепарата [14].
Полученные данные были обработаны статистически в программном пакете Statistica 6.1 for Windows. Нормальность распределения значений параметров оценивали с использованием критерия Шапиро-Уилка. С учетом характера распределения
признака для оценки статистическои значимости различий применяли Н-критерий Краскала-Уоллеса. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0,05.
Результаты исследования
Для сыворотки крови спортсменов и нетренированных людей нами изучена кристаллогенная активность, интегрально отражающая физико-химические свойства биологической жидкости и ее компонентный состав. Установлено, что по всем основным визуаметрическим показателям в фациях сыворотки крови имеют место сдвиги по отношению к здоровым людям, не занимающимся регулярными физическими тренировками.
нетренированные люди
спортсмены
Рис. 1. Уровень кристаллизуемости в фациях
сыворотки крови спортсменов и лиц, не занимающихся спортом (* - статистическая значимость различийр<0,05)
Так, по кристаллизуемости, являющейся количественной характеристикой результата дегидрата-ционной структуризации биосреды и демонстрирующей ее активность, показана отчетливая тенденция к нарастанию (в 1,22 раза; р<0,05) по сравнению с нетренированными испытуемыми (рис. 1). Это может быть обусловлено появлением в плазме крови спортсменов значительных количеств недоокисленных продуктов свободнорадикальных процессов [1, 9, 11, 12]. Присутствие в биологической жидкости подобных соединений, способных выступать в качестве центров кристаллизации, и обеспечивает условия для формирования органо-минеральных агрегатов [15], описываемых при визуальной оценке как кристаллические элементы [14].
нетренированные люди
спортсмены
Рис. 2. Индекс структурности в фациях сыворотки крови спортсменов и лиц, не занимающихся спортом (* - статистическая значимость различий р<0,05)
Высказанную гипотезу подтверждает и динамика визуаметрического критерия, характеризующего качественную сторону кристаллогенеза, - индекса структурности, который позволяет учесть сложность структуропостроения элементов дегидратированного образца сыворотки крови (рис. 2).
Этот показатель у профессиональных спортсменов также обнаруживается на более высоких значениях по сравнению с нетренированными испытуемыми (в 1,3 раза; р<0,05). Данные изменения указывают на то, что адаптивные метаболические перестройки, возникающие в процессе длительных интенсивных физических тренировок, приводят не только к количественной стимуляции кристаллогенной активности биологической жидкости, так и к усложнению формируемых структур. Это свидетельствует о достаточно глубоких сдвигах физико-химических свойств биосубстрата [15].
—1—
нетренированные люди спортсмены
Рис. 3. Степень деструкции фаций сыворотки крови спортсменов и лиц, не занимающихся спортом (* — статистическая значимость различий р<0,05)
1—ь-
-1-
нетренированные люди спортсмены
Рис. 4. Выраженность краевой белковой зоны дегидратированных микропрепаратов сыворотки крови спортсменов и лиц, не занимающихся спортом (* — статистическая значимость различий р<0,05)
Особый интерес представляет оценка степени деструкции фаций - основной критерий «правильности» кристаллогенеза, рассматриваемый в настоящее время как показатель степени дизадаптивности изменений кристаллогенных свойств биологических жидкостей [14-16, 19]. Установлено, что у нетренированных людей в высушенных образцах сыворотки крови регистрировали лишь умеренные признаки деструкции элементов фации, тогда как у большинства квалифицированных спортсменов наблюдали субтотальное разрушение кристаллических структур микропрепарата (рис. 3). Это нашло отражение в уровне степени деструкции фации, составляющем у нетренированных и натренированных людей 0,64±0,14 и
2,12±0,36 баллов соответственно (p<0,05), что косвенно указывает на патологический характер сдвигов кристаллогенеза у спортсменов, индуцированных интенсивными регулярными физическими тренировками (метаболическая дизадаптация [1, 6, 9, 12]).
Обратную тенденцию наблюдали в отношении выраженности краевой зоны микропрепаратов сыворотки крови (рис. 4). По данному параметру у квалифицированных спортсменов отмечали более низкий уровень, что характеризует сужение краевого пояса фаций у этой группы исследуемых лиц. Согласно известным молекулярным механизмам структуро-образования в высыхающих каплях биологических жидкостей [15, 18-20], в рассматриваемой части образца концентрируются белковые макромолекулы, сохранившие структуру, физико-химические свойства и конформацию, т.е. нативные. На этом основании можно предположить уменьшение количества нативных белков при интенсивных физических тренировках, что соответствует и сведениям литературы [21]. Это обусловлено тем обстоятельством, что при возникновении сдвигов окислительного метаболизма происходит не только стимуляция процессов липо-пероксидации в плазме крови и мембранах ее форменных элементов, но и окислительная модификация белков [11, 21], приводящая, в свою очередь, к потере последними функциональных свойств и физико-химических характеристик.
Заключение
В целом изучение особенностей реализации кристаллогенных свойств сыворотки крови спортсменов, наряду с результатами оценки модификации окислительного метаболизма биологической жидкости, верифицировало негативные сдвиги, инициированные интенсивными регулярными физическими тренировками, сопоставимые по направленности с биохимическим ответом крови на данное воздействие.
Список литературы
1. Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко А.А. Биохимия мышечной деятельности. М., 2010. 503 с.
2. Гилев Г.А., Кулиненков О.С., Савостьянов М.В. Фармакологическая поддержка тренировочного процесса спортсменов. М.: МГИУ, 2007. 224 с.
3. Кулиненков Д.О., Кулиненков О.С. Справочник фармакологии спорта. М.: Советский спорт, 2012. 464 с.
4. Белоцерковский З.Б. Эргометрические и кардиологические критерии физической работоспособности у спортсменов. М.: Советский спорт, 2005. 312 с.
5. Бондарчук А.П. Периодизация спортивной тренировки. Киев: Олимпийская литература, 2005. 304 с.
6. Дидур М.Д. Возможности применения ме-таболиков в практике спортивной медицины и физической реабилитации на примере препарата Элькар. СПб., 2007. 32 с.
7. Волков Н.И., Олейников В.И. Эргогенные эффекты спортивного питания. М.: Изд-во «Спорт». 2016. 183 с.
8. Кукес В.Т., Городецкий В.В. Спортивная фармакология. Достижения, проблемы, перспективы // Спортивная медицина: наука и практика. 2011. .№ 1. С. 12-15.
9. Макарова r.A. Фармакологическое сопровождение спортивной деятельности. М.: Советский спорт, 2013. 232 c.
10. Казимирко B.K., Мальцев B.K, Бymылuн BM., Горобец Н.И. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная терапия. К.: Морион, 2004. 160 с.
11. Зенков Н.К., Ланкин B.3., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс. Биохимические и патофизиологические аспекты. М.: Наука, 2001. 340 с.
12. Мaрmyсевuч A.K., Ка^рузин K.A. Влияние индивидуализированного витаминно-минерального комплекса на некоторые параметры работоспособности и окислительного метаболизма крови спортсменов II Вестник новых медицинских технологий. 2015. Т. 22, № 4. С. 127-132.
13. Мартусевич A.K., Карузин K.A. Оксидатив-ный стресс и его роль в формировании дизадаптации и патологии II Биорадикалы и антиоксиданты. 2015. Т. 2, № 2. С. 5-18.
14. Мартусевич Л.К. Биокристалломика в молекулярной медицине I Под ред. В.Л. Эмануэля. СПб.: Издательство СПбГМУ; Тверь: ООО «Издательство «Триада», 2011. 112 с.
15. Мартусевич A.K, Камакин Н.Ф., Симонова Ж.Г. Молекулярные механизмы структурообразова-ния в высыхающих каплях биологических субстратов II Вятский медицинский вестник. 2011. № 2. С. 32-38.
16. Кидалов B.H., Хадарцев A.A., Якушина Г.Н. Тезиографические исследования крови и их практические возможности II Вестник новых медицинских технологий. 2004. Т. 11, № 1-2. С. 23-25.
17. Максимов C.A. Морфология твердой фазы биологических жидкостей как метод диагностики в медицине II Бюллетень сибирской медицины. 2007. № 4. С. 80-85.
18. Рапис Е.Г. Самоорганизация и супермолекулярная химия пленки белка от нано- до макромасштаба II Журнал технической физики. 2004. Т. 74, Вып. 4. С. 117-122.
19. Тарасевич Ю.Ю. Механизмы и модели деги-дратационной самоорганизации биологических жидкостей II Успехи физических наук. 2004. Т. 174, № 7. С. 779-790.
20. Шатохина С.Н., Самбулов B.K Структуры неклеточных тканей организма и их значение в оториноларингологии II Альманах клинической медицины. 2016. Т. 44, № 7. С. 857-865.
21. Калинкин Л.A., Стаценко E.A., Пономарева A.r. с соавт. Окислительный стресс при занятиях физической культурой: методы диагностики и коррекции антиоксидантного статуса II Вестник спортивной науки. 2014. № 2. С. 31-35.
References
1. Volkov N.I., Nesen Ye.N., Osipenko, A.A.
Biohimiya myshechnoy deyatel'nosti [Biochemistry of muscular activity]. Moscow, 2010, 503 p.
2. Gilev G.A., Kulinenkov O.S., Savost'yanov M.V Farmakologicheskaya podderzhka trenirovochnogo protsessa sportsmenov [Pharmacological support of sportsman training process]. Moscow: MGIU, 2007, 224 p.
3. Kulinenkov D.O., Kulinenkov O.S. Spravochnik farmakologii sporta [Guidelines on sport pharmacology]. Moscow: Sovetskiy sport, 2012, 464 p.
4. Belotserkovsky Z.B. Jergometricheskie i kardiologicheskie kriterii fizicheskoy rabotosposobnosti u sportsmenov [Ergometric and cardiological criterions
of physical working capacity in sportsman]. Moscow: Sovetskiy sport, 2005, 312 p.
5. Bondarchuk, A.P. Periodizatsiya sportivnoy trenirovki [Periodization of sport training]. Kiev: Olimpiyskaya literatura, 2005, 304 p.
6. Didur, M.D. Vozmozhnosti primeneniya metabolikov v praktike sportivnoy meditsiny i fizicheskoy reabilitatsii naprimere preparata Jel'kar [Possibilities of metabolics use in practice of sport medicine and physical rehabilitation on the example of Elkar]. St-Petersburg, 2007, 32 p.
7. Volkov N.I., Oleynikov V.I. Jergogennye jeffekty sportivnogo pitanija [Ergogenic effects of sport nutrition]. Moscow: Sport, 2016, 183 p.
8. Kukes VT., Gorodetskiy V.V. Sportivnaya meditsina: nauka ipraktika, 2011, no. 1, p. 12-15.
9. Makarova G.A. Farmakologicheskoe soprovozhdenie sportivnoy dyjatel 'nosti [Pharmacological support of sport activity]. Moscow: Sovetskiy sport, 2013, 232 p.
10. Kazimirko V.K. Mal'tsev V.I., Butylin V.Yu., Gorobets N.I. Svobodnoradikal'noe okislenie i antioksidantnaja terapija [Free radical oxidation and antioxidant therapy]. K.: Morion, 2004, 160 p.
11. Zenkov N.K., Lankin V.Z., Men'shhikova E.B. Okislitel'nyy stress. Biohimicheskie i patofiziologicheskie aspekty [Oxidative stress. Biochemical and pathophysiological aspects]. Moscow: Nauka, 2001, 340 p.
12. Martusevich A.K., Karuzin K.A. Influence of individual vitamin and mineral complex on some parameters of physical capacity and blood oxidative metabolism in sportman. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2015, vol. 22, no. 4, p. 127-132.
13. Martusevich A.K., Karuzin K.A. Oxidative stress and its role in the formation of disadaptiation and pathology. Bioradikaly i antioksidanty. 2015, vol. 2, no. 2, p. 5-18.
14. Martusevich A.K. Biokristallomika v molekuljarnoj medicine [Biocrystallomics in molecular medicine]. St-Petersburg: Izdatel'stvo SPbGMU; Tver': Triada, 2011, 112 p.
15. Martusevich A.K., Kamakin N.F., Simonova Zh.G. Molecular mechanisms of structurizing in dried dpors of biological substrates. Vyatskiy meditsinskiy vestnik, 2011, no. 2, p. 32-38.
16. Kidalov V.N., Khadartsev A.A., Yakushina G.N. Tezoigraphic studied of the blood and its practice possibilities. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy, 2004, vol. 11, no. 1-2, p. 23-25.
17. Maksimov S.A. Morphology of solid phase of biological fluids as diagnostic method in medicine. Byulleten'sibirskoy meditsiny, 2007, no. 4, p. 80-85.
18. Rapis E.G. Self-organization and supramolecular chemistry of protein layer from nano- to macro-scale. Zhurnal tekhnicheskoy fiziki, 2004, vol. 74, iss. 4, p. 117-122.
19. Tarasevich Yu.Yu. Mechanisms and models of dehydrated self-organization of biological fluids. Uspekhi fizicheskikh nauk, 2004, vol. 174, no. 7, p. 779-790.
20. Shatokhina S.N., Sambulov V.I. Structures of some organism tissues and its value in otorhinolaryngology. Al'manakh klinicheskoy meditsiny, 2016, vol. 44, no. 7, p. 857-865.
21. Kalinkin L.A., Statsenko E.A., Ponomareva A.G. at al. Oxidative stress at physical training: methods of diagnostics and correction of antioxidant status. Vestnik sportivnoy nauki, 2014, no. 2, p. 31-35.
