Влияние аэробных нагрузок на процессы перекисного окисления липидов

Введение. Адаптация человека к мышечной деятельности является одной из главных проблем биохимии и физиологии. В естественных условиях двигательная активность выступает как мощный оздоровительный фактор, расширяющий функциональные возможности различных физиологических систем. Хорошо известным является тот факт, что умеренные физические нагрузки аэробной направленности оказывают положительное воздействие на функцию дыхательной, сердечно-сосудистой и других систем, способствуют повышению общей работоспособности человека. Адекватные физические нагрузки увеличивают устойчивость организма к окси-дативному стрессу любой природы благодаря увеличению функциональных мощностей систем транспорта кислорода, митохондриальной системы, а также развитию адаптивных изменений в системе «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита». В то же время хорошо известно, что активация процессов липопероксидации, сопровождающая интенсивные физические нагрузки, способна вызвать значительные нарушения в работе различных органов и систем и тем самым нивелировать положительное влияние физической активности на состояние здоровья, а основными причинами инициации процессов липопероксидации при интенсивной мышечной работе являются недостаточное снабжение тканей кислородом и чрезмерная активация симпатоадреналовой системы [2–9]. Изменение показателей системы «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита» служит отражением изменения общего метаболизма, поэтому требуется тщательное изучение закономерностей воздействия различных физических нагрузок на сбалансированность системы «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита» в организме [1].

Методы и организация исследования.

В течение трех лет было обследовано 114 женщин 20–39 лет. Экспериментальную группу составили женщины, занимающиеся аэробикой 2 ч в неделю; в контрольную группу вошли женщины соответствующей возрастной группы, ведущие обычный образ жизни. Женщины обеих групп были разделены на две возрастные подгруппы: 20–29 лет и 30–39 лет. Обследования проводились в осенний (октябрь) и весенний (май) периоды. Определение продуктов перекисного окисления липи- дов в гептан-изопропанольных экстрактах биологического материала производилось спектрофотометрическим методом по И.А. Волчегорскому с соавт. (1989, 2000). Определение конечных продуктов перекисного окисления липидов проводилось спектрофотометрическим методом по Е.И. Львовской с соавт. (1991). Определение интенсивности аскорба-тиндуцированного перекисного окисления липидов проводилось по методике Е.И. Львовской (1998). Статистическая обработка экспериментальных данных была выполнена с использованием статистического лицензионного пакета SPSS 12.0. Рассчитывались средняя арифметическая вариационного ряда (м) и ошибка (m). Для определения достоверности различий переменных вычислялся уровень значимости различий (t-критерий Стьюдента) с определением достоверности различий (р). Различия считали значимыми при р < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. Адаптация к физическим нагрузкам сопровождается специфическими изменениями метаболических процессов, зависящих от характера и интенсивности физических нагрузок. Согласно полученным нами данным в возрастной группе 20–29 лет содержание первичных гептанрастворимых продуктов ПОЛ у занимающихся на 21 % превышало таковое по сравнению с контролем. Содержание вторичных и конечных гептанофильных липопе-роксидов в группе занимающихся было ниже контрольного на 11,3 и 6 % (табл. 1); первичных, вторичных и конечных изопропанолрас-творимых продуктов на 10,1; 9,95 и 5,6 % соответственно (табл. 2). Аналогичная тенденция прослеживалась и в возрастной группе 30–39 лет. Так, у занимающихся содержание первичных гептанрастворимых липопе-роксидов превышало значения контрольной группы на 17,4 %. По содержанию вторичных и конечных гептанофильных продуктов ПОЛ достоверных различий выявлено не было (табл. 1). Концентрация первичных изопропа-нольных продуктов у занимающихся была на 11,7 % ниже по сравнению с группой контроля, содержание вторичных изопропанол-растворимых продуктов было ниже контроля на 8,3 % (табл. 2).

Таблица 1

Содержание гептанрастворимых продуктов ПОЛ в слюне женщин, занимающихся аэробикой

Возрастные группы		Гептанрастворимые продукты ПОЛ
		первичные Е232 / Е220	вторичные Е278 / Е220	конечные Е400 / Е220
20–29 лет	Контр., n = 36	0,436 ± 0,042	0,309 ± 0,046	0,034 ± 0,009
	Заним., n = 29	0,528 ± 0,036 Р 2 < 0,05	0,274 ± 0,043 Р 2 < 0,05	0,032 ± 0,011
30–39 лет	Контр., n = 28	0,466 ± 0,054 Р 1 < 0,05	0,318 ± 0,032	0,035 ± 0,006
	Заним., n = 12	0,547 ± 0,032 Р 2 < 0,05	0,321 ± 0,056 Р 1 < 0,05	0,033 ± 0,008

Примечание. Здесь и в табл. 2 содержание первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ выражали в единицах индекса окисления (отношение оптических плотностей гептановой и изопропанольной фаз липидного экстракта слюны). Р 1 – достоверность внутригрупповых возрастных различий (группы 20–29 лет и группы 30–39 лет); Р 2 – достоверность различий между показателями контрольной группы и группой занимающихся аэробикой в возрастных промежутках 20–29 лет и 30–39 лет.

Таблица 2

Содержание изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ в слюне женщин, занимающихся аэробикой

Возрастные группы		Изопропанолрастворимые продукты ПОЛ
		первичные Е232 / Е220	вторичные Е278 / Е220	конечные Е400 / Е220
20–29 лет	Контр., n = 36	0,334 ± 0,032	0,232 ± 0,032	0,019 ± 0,008
	Заним., n = 29	0,300 ± 0,037 P 2 < 0,05	0,211 ± 0,026	0,018 ± 0,009
30–39 лет	Контр., n = 28	0,367 ± 0,026 Р 1 < 0,05	0,241 ± 0,019	0,021 ± 0,006
	Заним., n = 12	0,324 ± 0,030	0,221 ± 0,034	0,020 ± 0,008

Интегративная физиология

Исследование содержания гептанраст-воримых продуктов перекисного окисления липидов у женщин 20–39 лет, занимающихся аэробикой, в динамике трехлетнего наблюдения показало, что наиболее выраженные изменения касались содержания первичных продуктов. Содержание первичных гептан-растворимых продуктов перекисного окисления липидов в слюне женщин 20–29 лет, занимающихся аэробикой, имело тенденцию к возрастанию и превышало значения контрольной группы (не занимающихся) на 21,1 %. Содержание первичных гептанраство-римых продуктов перекисного окисления липидов в слюне женщин 30–39 лет, занимающихся аэробикой, также имело тенденцию к возрастанию и превышало значения контрольной группы (не занимающихся) на 17,4 %. Возрастание гептанрастворимых липоперок-сидов, вероятнее всего, отражает изменения в системе «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита». Поскольку гептановая фаза липидных экстрактов сосредотачивает преимущественно нейтральные липиды, можно предположить, что эти изменения связаны с возрастанием степени мобилизации свободных жирных кислот из жировых депо и их последующим окислением, что может свидетельствовать об увеличении доли аэробного пути энергообеспечения.

Уровень АОА как в группах занимающихся аэробикой женщин 20–29 лет, так и в группе 30–39 лет оказался выше по сравнению с контрольной группой (не занимающихся). Так, в возрастной группе 20–29 лет у занимающихся аэробикой женщин уровень АОА, определяемый по индуцированному аскорбатом изменению содержания первичных продуктов ПОЛ (АОА-1) в слюне, был выше на

27,2 %. Уровень АОА, определяемый по индуцированному аскорбатом изменению содержания вторичных продуктов ПОЛ (АОА-2) в слюне, был выше на 13,7 %. В возрастной группе занимающихся женщин 30–39 лет уровень АОА-1 был выше контрольного на 35,0 %. Уровень АОА, определяемый по содержанию вторичных продуктов ПОЛ после индукции аскорбатом (АОА-2), также был выше в группах, занимающихся на 10,0 % (табл. 3).

Выявленные изменения окисляемости липидов хорошо объяснимы, так как способность к переокислению является критерием сохранности липидов и отражает активность антиоксидантной системы, защищающей ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав фосфолипидов от действия свободных радикалов. Относительно высокий уровень АОА препятствует активному вовлечению этих субстратов в процесс свободно-радикального окисления липидов. По-видимому, повышение интенсивности индуцированного перекисного окисления липидов наряду с более низким уровнем изопропанолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов в слюне женщин, занимающихся аэробикой, является проявлением этапа адаптации к умеренным аэробным нагрузкам. Содержание продуктов липопероксидации характеризует степень активации СРО и зависит как от характера и интенсивности физической нагрузки, так и от уровня тренированности. После выполнения субмаксимальной нагрузки наблюдалось снижение содержания гептанрастворимых продуктов перекисного окисления липидов. Наиболее значимым было снижение первичных гептанрастворимых липопероксидов: у не занимающихся снижение этой категории продуктов составило в возрастной группе 20–29 лет –

Таблица 3

Уровень аскорбатиндуцированного ПОЛ в процентах в слюне женщин, занимающихся аэробикой

Группы обследования		Аскорбатиндуцированное ПОЛ, %
		Е232 / Е220	Е278 / Е220
20–29 лет	Занимающиеся, n = 43	162 ± 16,4 Р < 0,05	139,7 ± 14,6
	Контрольная (не занимающиеся), n = 26	134,8 ± 15,6 72,7	126 ± 18,6
30–39 лет	Занимающиеся, n = 22	154 ± 18,2 Р < 0,05	141,2 ± 21,3
	Контрольная (не занимающиеся), n = 27	119 ± 16,7	131,2 ± 17,5

Примечание. Р – достоверность различий между контрольной группой и группой занимающихся аэробикой.

47 %, в возрастной группе 30–39 лет – 54,2 %. У занимающихся аэробикой снижение первичных гептанофильных продуктов перекисного окисления липидов составило: 19 % – в возрастной группе 20–29 лет и 8,2 % – в возрастной группе 30–39 лет.

В состоянии покоя содержание изопропа-нолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов не различалось у занимающихся аэробикой женщин и контрольной группы. Все выявленные различия касались лишь ответной реакции системы «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита» на физическую нагрузку в обеих группах обследуемых.

Так, субмаксимальная нагрузка у женщин контрольной группы вызывала активацию ли-попероксидации, что проявилось в увеличении содержания как первичных, так и вторичных изопропанолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов в слюне на 10 и 17 % соответственно.

В то же время в группе тренированных женщин уровень данной категории продуктов перекисного окисления липидов не только не увеличился после субмаксимальной нагрузки, но даже имел тенденцию к снижению. Обнаруженная тенденция связана, по-видимому, с более высокими компенсаторными возможностями АОС, активность которой у занимающихся выше. Таким образом, изменения содержания изопропанолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов в ответ на субмаксимальную нагрузку отражают степень адаптированности человека к интенсивной мышечной деятельности: чем выше уровень тренированности, тем менее резкие сдвиги в содержании продуктов перекисного окисления липидов вызывает нагрузка.

Выводы

• 1.    Адаптация к систематическим (2 ч в неделю в течение 3 лет) занятиям аэробикой у женщин 20–39 лет сопровождалась достоверным увеличением содержания гептанраство-римых (на 17,4–21,0 %) и снижением содержания изопропанолрастворимых (на 5,6–11,7 %) продуктов перекисного окисления липидов.

• 2.    Адаптация к систематическим занятиям аэробикой у женщин 20–39 лет сопровождалась увеличением активности антиоксидантной системы, проявляющаяся достоверным повышением уровня АОА слюны (на 10,0–35,0 %).

• 3.    Однократные субмаксимальные физи-

• ческие нагрузки у нетренированных женщин 20–39 лет вызывали выраженные изменения в системе «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита», что проявлялось достоверным снижением содержания гептан-растворимых (на 47,0–54,0 %) и повышением содержания изопропанолрастворимых (на 10,0–17,0 %), продуктов перекисного окисления липидов в слюне, снижением уровня АОА (на 10,0–35,0 %).

• 4.    Однократные субмаксимальные физические нагрузки у занимающихся аэробикой женщин 20–39 лет вызывали менее выраженное (по сравнению с незанимающимися) достоверное снижение содержания гептанраствори-мых (на 8,2–19,0 %) и повышение содержания изопропанолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов в слюне (на 10,0–17,0 %), повышение уровня АОА (на 6,0–57,0 %).