Глюкокортикоид-зависимая регуляция свободнорадикального окисления у конькобежцев

Цель. Поиск метаболических маркеров результативности у конькобежцев на основе показателей глюкокортикоид-зависимых показателей свободнорадикального окисления.

Материал и методы. Исследование выполнено на 24 добровольцах-конькобежцах в осенний и зимний периоды тренировочного макроцикла. У спортсменов оценивалась результативность соревновательного периода по времени прохождения дистанций 500, 1000 и 1500 м. В плазме крови определяли содержание кортизола, активности прооксидантных и антиоксидантных ферментов. В эритроцитах определяли интенсивность перекисного окисления липидов.

Получены данные, свидетельствующие о более высоком уровне свободнорадикального окисления у конькобежцев высокой спортивной квалификации. У мастеров спорта и кандидатов в мастера спорта отмечено повышение интенсивности окисления белков и липопероксидации.

Ранее было установлено [4], что у спортсменов-конькобежцев результативность в соревновательном периоде непосредственно зависит от уровня их свободнорадикального окисления (СРО). В свою очередь активация СРО может быть связана со стрессорными ситуациями, сопутствующими спортивным состязаниям. Стрессорные гормоны и нейромедиаторы обладают способностью уси- ливать процессы свободнорадикального окисления [1]. Глюкокортикоидные гормоны обладают способностью в физиологических концентрациях стимулировать окислительное фосфорилирование [11]. Однако в случае резкого прироста уровня гормонов коры надпочечников, как, например, при стрессорных воздействиях, глюкокортикоиды ингибируют функциональную активность митохондрий в целом и окислительное фосфорилирование в частности. Глюкокортикоид-зависимое угнетение функциональной активности митохондрий сопровождается дополнительной утечкой электронов из дыхательной цепи с дальнейшим вовлечением их в процессе свободнорадикального окисления. Помимо этого, влияние глюкокортикоидов на уровень свободнорадикального окисления осуществляется за счет регуляции экспрессии и активности ферментов, генерирующих активные формы кислорода, а также ферментов антиоксидантной защиты [Там же]. Поэтому для оценки результативности спортсменов-конькобежцев могут быть в одинаковой степени полезны как глюкокортикоидный гормон кортизол, так и ферменты проокси-дантного действия, а именно моноаминооксидаза и миелопероксидаза, а также ферменты антиоксидантного действия, а именно супероксиддисмутаза и каталаза.

Поэтому в данном исследовании мы изучали корреляционные зависимости между результативностью уровнем кортизола и активностью прооксидантных и антиоксидантных ферментов на дистанциях 500, 1000, 1500 м.

Методика

Исследование выполнено на 24 юношах-конькобежцах. Среди них 10 спортсменов имели квалификацию 1-го разряда, 14 — квалификацию кандидатов в мастера спорта. Для биохимических исследований кровь забирали из вены в утренние часы натощак. Концентрацию кортизола определяли в плазме крови с помощью набора «КОРТИЗОЛ-ИФА-БЕСТ» («Вектор-Бест», Россия). Определение МАО-Б (КФ 1.4.3.4.) в тромбоцитах проводили в модификации, описанной И. А. Волчегорским с соавт. с использованием в качестве субстрата бензиламина [1]. По другой методике И. А. Волчегорского и соавт. определяли содержание молекулярных продуктов ПОЛ в эритроцитах [Там же].

Ксантиноксидазу (ХО) (КФ 1.2.3.2.) определяли по методу, описанному Hashimoto в модификации J. S. Beckman [2]. Супероксиддисмутазу (СОД) (КФ 1.15.1.1.) определяли по методу Чевари и со-авт. с феназинметасульфатом [5]. Каталазу (КФ. 1.11.1.6) измеряли по методу [3].

Оценка статистически значимых различий осуществлялась с помощью непараметрического U-критерия Манна — Уитни; Для обработки результатов исследований использовали пакет прикладных программ Statistica 10.0 for Windows.

Результаты

Установлено, что у конькобежцев-многоборцев в зимний период тренировочного макроцикла по сравнению с осенним повышалась результативность на дистанциях 1000 и 1500 м, но результативность на дистанции 500 м не менялась. Это сопровождалось приростом уровня кортизола, повышением активности тромбоцитарной МАО при одновременном снижении содержания серотонина (см. таблицу). Подобные сдвиги могут быть обусловлены глюкокортикоид-зависимой активации экспрессии МАО. Серотонин является субстратом для МАО. Поэтому сниженный уровень серотонина может быть непосредственно связан с активацией окислительного дезаминирования (см. таблицу). В зимний период повысилась результативность конькобежцев на дистанции 500 м. При этом обнаружена отрицательная корреляционная связь корреляционная связь между содержанием кортизола и временем на дистанции 500 м в зимний период (Rs = –0,63; P = 0,045). На дистанции

1000 м наблюдалась отрицательная корреляционная связь с активностью МАО-Б (Rs = –0,71; P = 0,034). Аналогичная корреляционная связь отмечена для дистанции 1500 м (Rs = –0,892; P = 0,006). Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о наличии корреляционных зависимостей между результативностью и содержанием кортизола в крови в той же степени, как между показателями активности глюкокортикоид-зависимого фермента МАО и уровнем результативности. Интересно отметить, что МАО относится к прооксидантным ферментам вследствие присутствия среди продуктов реакции пероксида водорода. Поэтому отмеченное ранее усиление свободнорадикального окисления в этот период может иметь МАО-зависимый характер. Также отмечено наличие положительной корреляции между уровнем серотонина и временем прохождения дистанции в 500 м (Rs = 0,892; P = 0,006). Как уже упоминалось, серотонин подвергается окислительному дезаминированию. Известно, что сниженный уровень серотонина коррелирует с агрессивностью и повышенной тревожностью. Между тем эти психологические качества представляются весьма полезными для повышения результативности в соревновательный период.

В зимний период тренировочного макроцикла по сравнению с осенним наблюдается снижение активности супероксидисмутазы, глутатионпероксидазы, снижение общего содержания глутатиона (см. таблицу). При этом наблюдается повышение уровня активности прооксидантного фермента миелопероксидазы (см. таблицу). При этом обнаружена положительная корреляционная связь между активностью супероксиддисмутазы и временем на дистанции 500 м (Rs = 0,75; P = 0,025). На дистанции 1000 м наблюдалась положительная корреляционная связь с активностью глутатионпероксидазы. (Rs = 0,71; P = 0,034). Для дистанции 1500 м отмечена отрицательная корреляционная связь между временем прохождения дистанции и активностью СОД (Rs = ⎯ 0,835; P = 0,006), активностью глутатионпероксидазы (Rs = ⎯ 0,792; P = 0,012).

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что на результативность конькобежцев влияют факторы, вовлеченные в регуляцию показателей свободнорадикального окисления, а именно глюкокортикоидные гормоны, а также регулируемые глюкортикоидами прооксидантные и антиоксидантные ферменты. Глюкокортикоиды принимают участие и в регуляции процессов свободнорадикального окисления. На данный момент известно о глюкокортикоид-

Содержание кортизола и серотонина, продуктов ПОЛ, активность прооксидантных и антиоксидантных ферментов в осенний и зимний тренировочные периоды

Примечание: * р < 0,05 — достоверность по методу Манна — Уитни по отношению к контролю.

ной регуляции, глутатионпероксидазы, ксанти-ноксидазы, СОД, каталазы, скорости продукции АФК, НАДФH-оксидазы, моноаминоксидазы. Все вышеперечисленные данные характеризуют медленные эффекты глюкокортикоидов, связанные с влиянием гормонов на экспрессию генов [6—10]. Но, помимо этого, существуют быстрые негеномные эффекты глюкокортикоидов, связанные с непосредственным действием на клеточные мембраны. Глюкокортикоиды обладают способностью усиливать ПОЛ на мембранах эритроцитов. Нами установлено, что у конькобежцев-многоборцев в зимний период тренировочного макроцикла по сравнению с осенним возрастало содержания изопропанол-рас- творимых диеновых конъюгатов эритроцитов (см. таблицу). Таким образом, наши данные свидетельствуют о том, что стресс соревновательного периода, связанный с психологической мобилизацией личности, влияет на результативность спортсменов через многоуровневую регуляцию глюкокортикоидами процессов свободнорадикального окисления. Поэтому эндокринные и метаболические факторы, вовлеченные в эти регуляторные звенья, могут быть рассмотрены в качестве маркеров результативности. Представленные данные имеют пилотный характер. Для выбора среди исследованных параметров информативных маркеров нужны дополнительные исследования.