Состояние антиоксидантной системы и энергетического потенциала организма на фоне физической нагрузки и фитотерапии

Современному человеку приходится жить и работать в условиях воздействия природных и техногенных экстремальных факторов, а также напряженной физической и информативной нагрузки. Несмотря на имеющийся в настоящее время перечень адаптогенов, потребность в них удовлетворяется лишь на 25% [3]. Особый интерес представляют адаптогены растительного происхождения, к немаловажным свойствам которых относятся низкая токсичность и, как правило, отсутствие побочных реакций при длительном применении [6].

В Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН разработано растительное средство, представляющее собой сироп с 15 %-ным содержанием экстрактов сухих растений: Filipendula ul-maria (L.) Maxim (стебли и листья), Bergenia crassifolia (L.) Fritsch. ( листья) и Mentha piperita L. ( стебли и листья) в соотношениях 1:1:1, условно названное «Фитотон». Ранее в условиях эксперимента было установлено адаптогенное действие растительного средства «Фитотон» [8].

Цель исследования: оценить влияние растительного средства «Фитотон» на состояние антиоксидантной системы и энергетического потенциала организма при интенсивной физической нагрузке.

Материалы и методы

Эксперименты проводились на крысах линии Wistar с исходной массой 160-180 г. Животные находились в стандартных условиях содержания и кормления в виварии (Приказ МЗ № 1179 от 10.10.83 г.). Эксперименты на животных осуществляли в соответствии с «Правилами Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей». Крысам первой опытной группы внутрижелудочно вводили «Фитотон» в объеме 5 мл/кг 1 раз в сутки в течение 7 дней. Животные второй опытной группы получали препарат сравнения - настойку элеутерококка в объеме 5 мл/кг, крысы контрольной группы - эквиобъемное количество воды очищенной в аналогичном режиме. На 7-е сутки эксперимента животных контрольной и опытных групп подвергали интенсивной физической нагрузке - плаванию с грузом, составляющим 7% от массы животного, до полного утомления, критерием которого служило полное 10-секундное погружение животного под воду. После этого крыс под легким эфирным наркозом декапитировали и определяли содержание АТФ, молочной и пировиноградной кислот в гомогенатах скелетной и сердечной мышц [4]. Для оценки интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяли концентрацию ТБК-активных продуктов в гомогенате скелетной мышцы [9] и сыворотке крови [10]. О состоянии антиоксидантной системы судили по активности каталазы в гомогенате скелетной мышцы и сыворотке крови [2] , а также по содержанию восстановленного глутатиона в крови [11].

Значимость различий по указанным параметрам между опытными и контрольной группами животных оценивали с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни [7]. Различия считали достоверными при Р ≤ 0,05.

Результаты и обсуждение

Результаты исследований показали, что семидневное превентивное введение «Фитотона» в объеме 5 мл/кг оказывает влияние на повышение общей физической выносливости, о чем свидетельствует увеличение продолжительности плавания животных первой опытной группы в среднем в 1,6 раза по сравнению с показателями животных контрольной группы (табл. 1).

Рис.1. Влияние «Фитотона» на общую физическую выносливость белых крыс

Таблица 1

Влияние «Фитотона» на показатели энергетического статуса организма белых крыс на фоне интенсивной физической нагрузки

Примечание к таблицам 1 и 2: * - различия значимы по сравнению с показателями животных контрольной группы при P≤0,05; n- количество животных в группе; ФН – физическая нагрузка; ПВК – пировиноградная кислота; МК- молочная кислота

Основным источником энергии для сокращения мышц при физической нагрузке служит АТФ. Естественно, для поддержания сколько-нибудь длительной и интенсивной работы требуется восполнение запасов АТФ. Обычно это происходит за счет анаэробного гликолиза и гидролиза других фосфагенов, например, креатинфосфата. Способность организма к запасанию и экономному расходованию энергии является важной стороной адаптации к физической нагрузке. Эта генетически закрепленная способность у разных животных в процессе эволюции складывалась по-разному и обладает различной эффективностью. Как следует из данных, приведенных в таблице 1, интенсивная физиче- ская нагрузка сопровождается существенным снижением содержания АТФ в скелетной и сердечной мышцах контрольных животных в среднем в 1,7 раза по сравнению с показателями интактных животных.

Анализ показателей энергетического обмена свидетельствует, что повышение физической выносливости животных под влиянием «Фитотона» обусловлено преимущественно активацией ресинтеза АТФ: содержание АТФ в скелетной и сердечной мышцах повышается соответственно на 55 и 50 % по сравнению с аналогичными показателями животных контрольной группы. На фоне введения животным экстракта элеутерококка повышение содержание АТФ происходит на 63 и 69 % соответственно по сравнению с аналогичными показателями животных контрольной группы.

На фоне интенсивных физических нагрузок уровень лактата в миокарде и скелетной мышце повышается в 2,0 раза по сравнению с исходным показателем, отражая напряженность метаболических процессов аэробного и анаэробного гликолиза [3]. Вместе с тем значения пировиноградной кислоты изменяются, но не столь значительно, как молочной кислоты, что связано, вероятно, с тем, что пировиноградная кислота - величина нестабильная, является «точкой пересечения» многих метаболических путей. Пируват может быть трансформирован обратно в глюкозу в процессе глюконеогенеза или в жирные кислоты, или энергию через ацетил-КоА, в аминокислоту аланин, или в этанол. Под влиянием испытуемого средства отмечалось существенное снижение показателей молочной и пировиноградной кислот как в скелетной мышце (на 40 и 29 % соответственно), так и в миокарде (на 39 и 25% соответственно).

Данные, представленные в таблице 2, показывают, что интенсивная физическая нагрузка сопровождается индукцией перекисного окисления липидов: содержание ТБК-активных продуктов в сыворотке крови и скелетной мышце крыс контрольной группы в среднем в 1,9 раз выше показателя животных интактной группы. На фоне повышения содержания ТБК-активных продуктов отмечается снижение по отношению к показателям интактных животных активности каталазы в скелетной мышце и сыворотке крови соответственно в 1,8 и 1,9 раза и содержания восстановленного глутатиона в крови в 1,9 раза, что свидетельствует о снижении активности эндогенной антиокислительной системы организма.

Таблица 2

Влияние «Фитотона» на показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантную систему организма белых крыс на фоне интенсивной физической нагрузки

Введение животным «Фитотона» и элеутерококка вызывает ингибирование процессов перекисного окисления липидов и повышение антиоксидантного статуса организма (табл. 2). Так, у животных первой опытной группы содержание ТБК-активных продуктов в гомогенате скелетной мышцы снижается в 1,5 раза, а в сыворотке крови - в 1,3 раза; активность каталазы в гомогенате скелетной мышцы и в сыворотке крови повышается в 1,4 раза, содержание восстановленного глутатиона - в 1,3 раза по сравнению с контролем. В группе животных, получавших экстракт элеутерококка, показатели ПОЛ и состояние антиоксидантной системы организма были сопоставимы с таковыми у крыс, получавших «Фитотон». Как следует из данных, представленных в таблицах и на рисунке, «Фитотон» по своей эффективности в отношении всех изученных показателей не уступает препарату сравнения – настойке элеутерококка.

Таким образом, курсовое введение животным «Фитотона» повышает общую физическую работоспособность крыс, что обусловлено активацией ресинтеза АТФ, ингибированием перекисного окисления липидов и повышением антиоксидантного статуса организма. Очевидно, что это влияние обеспечивается высоким содержанием в растительном средстве «Фитотон» веществ фенольной природы [1, 5], для которых характерными являются адаптогенное, сосудоукрепляющее, стимулирующее действия. Известно, что растительные полифенолы являются ловушками свободных радикалов, защищают организм от оксидантного стресса, блокируют процессы перекисного окисления липидов, меняют структурные характеристики биологических мембран [12]. К природным антиоксидантам относят также органические кислоты (галловая, кофейная кислоты), содержащиеся в большом количестве в лабазнике вязолистном и бадане толстолистном [1, 5].