Влияние биопродукта из молочной сыворотки на обменные процессы в системе микроциркуляции крови

Введение. Современный студенческий спорт во многом заимствует структуру и направленность подготовки из профессионального спорта, где физические нагрузки протекают на фоне максимального использования функциональных ресурсов организма. С учетом не всегда сбалансированного и энергодостаточного питания студенческой молодежи это может негативно отражаться на здоровье, качестве жизни и профессиональной подготовке будущих специалистов народного хозяйства. Частые и объемные тренировки, особенно в предсоревновательный период, оставляют все меньше времени для отдыха и восстановления физической работоспособности [10]. Одним из важнейших факторов, обеспечивающих оптимальную адаптацию организма студентов-спортсменов к нагруз- кам, является питание. Конституциональные, генетические и биохимические особенности организма нацеливают специалистов на включение в питание эффективных, доказательно безопасных и финансово дешевых пищевых добавок, в разряд которых входят функционально активные вещества. К числу общепризнанных пищевых добавок относятся продукты пчеловодства [2], растениеводства [8], животноводства [1, 14, 17]. Меньшую признательность при высоком актопротекторном, эрготропном и иммуномодулирующем воздействии на организм спортсмена получили продукты из молочной сыворотки [6, 12, 15].

Цель исследования. Изучить влияние продукта молочной сыворотки на обменные процессы, характер и местные механизмы ре- гуляции микроциркуляции крови у студентов, занимающихся легкой атлетикой.

Организация и методы исследования . В исследовании приняло участие 32 легкоатлета мужского пола. Из них 20 спортсменов составили экспериментальную группу и 12 спортсменов – контрольную группу. Спортсмены ЭГ на протяжении 30 дней по общепринятой схеме употребляли «Мультикомплекс MDX». Спортсмены КГ принимали плацебо. Исследование системы микроциркуляции проводили с помощью лазерного анализатора капиллярного кровотока «ЛАКК-М» («ЛАЗМА», РФ). Анализировали общепринятые показатели микроциркуляции: параметр микроциркуляции (ПМ, перф. ед.), среднее квадратическое отклонение (СКО, перф. ед.), амплитуду миогенных колебаний (Ам, перф. ед.), нейрогенных (Ан, перф. ед.), эндотелиальных (Аэ, перф. ед.), дыхательных (Ад, перф. ед.) и пульсовых колебаний (Ас, перф. ед.), а также содержание коферментов восстановленного никотинамидадениндинук-леотида (NADH усл. ед.) и окисленного фла-винадениндинуклеотида (FAD, усл. ед.), их отношение FAD/NADH. Расчет всех показателей проводили с помощью специального пакета программ (версия 2.0.0.423, НПП «ЛАЗМА», Россия). Для обеспечения сбалансированного питания студентов на протяжении 30 дней использовали гомогенизированный продукт из молочной сыворотки (торговая марка «Мультикомплекс MDX»). Спортсмены контрольной группы принимали раствор пищевого крахмала в соответствующей дозе. Тестируемый продукт, полученный способом микробиологической переработки молочных сывороток (подсырной, творожной, казеиновой) с использованием промышленных культур молочнокислых микроорганизмов и последующим низкотемпературным сгущением, содержит гидролизованный белок молочной сыворотки, олигопептиды и 20 свободных аминокислот, глюкозу, галактозу, нуклеиновые кислоты, витамины: С, Е, В 1 , В 2 , РР, бета-каротин, эргостерин, фолиевую кислоту, эндосомальные ферменты молочнокислых бактерий, микроэлементы: Са, Mg, Cu, Zn, Mn, Fe и макроэлементы: К, Na.

Результаты исследования и их обсуждение . Тенденции на увеличение объема и интенсивности физических нагрузок, высокая плотность соревнований нередко являются причиной недостаточного восстановления 122

спортсменов. На этом фоне развивается перенапряжение с возможностью перейти в перетренировку и преморбидное состояние. С этой целью для ускоренного восстановления организма использовали курсовое применение «Мультикомплекса MDX». Согласно полученным данным после приема биопродукта достоверно на 34 % увеличилась интенсивность микроциркуляции (р < 0,05). Повышение эффективности обменных процессов сопровождалось ростом на 66 % величины уровня колеблемости эритроцитов (флакс) (см. таблицу). Повышение флакса происходит в результате улучшения работы регуляторных механизмов активного контроля микроциркуляции. Влияние активных и пассивных факторов на поток крови приводит к изменению скорости и концентрации потока эритроцитов, что, в свою очередь, вызывает модуляцию перфузии [5, 16]. У спортсменов ЭГ отмечается увеличение амплитуды эндотелиальных, нейрогенных и миогенных ритмов на 42, 41 и 32 %. Из пассивных механизмов следует отметить скачкообразное снижение на 150 % вклада в регуляцию респираторного ритма (р < 0,05) и недостоверное повышение на 38 % пульсовых колебаний.

Изучение особенностей формирования сосудисто-тканевых отношений в микроцир-куляторном русле у спортсменов в условиях приема биопрепарата позволяет раскрыть закономерности участия физиологически активных соединений, входящих в состав «Мультикомплекса MDX», в энергетическом обмене клетки.

Использование в аппарате методики лазерной флуоресцентной диагностики позволяет изучить содержание восстановленного кофермента NADH и окисленного FAD. Наряду с участием в многочисленных метаболических процессах коферменты задействованы в окислительно-восстановительных реакциях. Глюкоза и жирные кислоты окисляются и выделяют энергию. Эта энергия запасается NAD+ при его восстановлении до NADH в реакциях β-окисления жирных кислот, гликолиза и цикла трикарбоновых кислот. Поскольку NAD+ синтезируется из аспартата и триптофана, входящих в состав «Мультикомплекса MDX», включение последнего в питание обеспечивает практически суточную норму данных аминокислот. По данным лазерной флуоресцентной диагностики у спортсменов ЭГ за время приема биопродукта содержание

Показатели микроциркуляции у легкоатлетов после курсового приема «Мультикомплекса MDX» (М ± m) Indicators of the microcirculation in athletes after the MDX Multicomplex (M ± m)

Примечание. * – p < 0,05 изменения достоверны относительно исходного состояния у спортсменов экспериментальной группы; • – p < 0,05 изменения достоверны относительно исходного состояния у спортсменов контрольной группы.

Note. * – p < 0.05 the changes are significant for the initial state in athletes from the experimental group; • – p < 0.05 the changes are significant for the initial state in athletes from the control group.

NADH повышается на 22 % (р < 0,05), а FAD – на 9 %. Отношение FAD/NADH за время приема биопродукта снижается на 7 %. Как отмечает В.Н. Карнаухов [3], это отношение является важной частью окислительновосстановительного состояния клетки – мерой ее метаболической активности – и уровня жизнедеятельности клетки.

В ходе исследования показано, что у спортсменов КГ за время приема плацебо показатели микрокровотока, механизмы, его обеспечивающие, и состояние обменных процессов развиваются иначе. В частности, величина перфузии практически не изменяется (см. таблицу), показатель флакса достоверно повышается на 122 % (р < 0,05). Основными механизмами регуляции кровотока являются внешние механизмы, обусловленные присасывающим действием грудной клетки и пульсовыми колебаниями крупных сосудов. В частности, Ад колебаний достоверно повышается на 66 %, а Ас – на 67 % (р < 0,05). Вклад активных механизмов незначительный при недостоверном усилении амплитуды эндотелиальных, нейрогенных и миогенных колебаний на 23, 21 и 4 % соответственно (р > 0,05). Данный факт отражает снижение эффективности в работе микроциркуляторного русла (В.И. Козлов и др. [4]). При исходно пониженных величинах NADH и FAD у спортсме- нов КГ за время исследования показатель NADH снижается на 51 % (р < 0,05), а FAD – не изменяется. Отношение FAD / NADH повышается на 36 % (р < 0,05).

Выполненное исследование продемонстрировало, что использование в качестве пищевой добавки «Мультикомплекса MDX» улучшает местный кровоток и ускоряет восстановление энергетических запасов. На наш взгляд, рост интенсивности микроциркуляции связан с высоким содержанием L-аргинина в биопродукте. В клетках эндотелия кровеносных сосудов оксид азота NO производится непрерывно в ходе ферментативной реакции аминокислоты L-аргинина с молекулярным кислородом. Реакция идет под действием специального фермента, называемого NO-синтазой, в присутствии кофактора реакции NADPH – никотинамидадениндинуклеотид-фосфата и некоторых других [11, 13]. Далее NO диффундирует в клетки гладкой мускулатуры кровеносных сосудов, окружающих эндотелий, и активирует цепь биологических реакций, вызывающих расслабление мускулатуры сосудов и увеличение кровотока. В свою очередь скорость производства NO эндотелием пропорциональна модулю напряжения сдвига, которая увеличивается по мере усиления скорости кровотока за счет нарастания величины перфузии в микроциркуляторном русле спортсменов ЭГ [9]. Кроме этого, часть L-аргинина участвует в синтезе белков. Эрго-генные аминокислоты, входящие в состав «Мультикомплекса MDX», активно участвуют в энергетическом обмене. Из общего количества энергии, образующейся в организме, на долю аминокислот приходится более 10 %.

Необходимо отметить, что разные аминокислоты имеют отличающиеся пункты («ворота») входа в цикл Кребса, а следовательно, и разную эффективность в качестве субстратов энергообеспечения. Уже на начальном этапе цикла Кребса аминокислоты серин, аланин, глицин, цистеин способны метаболизироваться в пируват, который затем окисляется пируватдегидрогеназой до ацетил-коэнзима А, последний дальше вступает в реакции цикла Кребса. На стадии цикла Кребса, в которой образуется α-кетоглутарат, «включается» аргинин. На уровне синтеза сукцинил-коэнзима А из альфа-кетоглутарата в цикл Кребса встраивается глутамат, в который метаболизируются гистидин и пролин. На уровне Сукцинил-S-Коа в цикл внедряются такие аминокислоты, как метионин, валин, треонин, изолейцин. В пируват и Ацетил-S-Коа метаболизируется аминокислота триптофан.

Кроме триптофана в Ацетил-S-Коа превращаются аминокислоты лейцин, изолейцин и лизин. Наиболее быстро в энергетический обмен вступают аминокислоты с разветвленной цепью (валин, лейцин, изолейцин). Во многом это связано с наличием в митохондриальных мембранах специфических переносчиков, обеспечивающих быстрое поступление этих аминокислот внутрь митохондрий без предварительной метаболической трансформации в цитозоле. Благодаря высокой скорости и мощности включения в ресинтез АТФ именно экзогенные аминокислоты с разветвленной цепью могут предотвращать катаболизм мышечных белков при энергодефиците из-за предельно переносимых длительных физических нагрузок. Дополнительно лейцин, валин и изолейцин участвуют в анаболизме мышечных белков и способствуют увеличению мышечной массы в целом [7]. На сравнительно быстрое восстановление энергетических запасов в организме спортсменов ЭГ указывает и величина отношения FAD/NADH, которая на 89 % меньше по сравнению с показателем в КГ. Если соотношение FAD/NADH увеличивается, то состояние митохондрии расценивается как активное. Это сопровождается высо- 124

ким содержанием АДФ, высоким содержанием субстрата и интенсивным дыханием [3], что в целом свидетельствует о неполном восстановлении организма спортсменов КГ после физической нагрузки.

Заключение. Использование в качестве метаболического и эргогенного продукта «Мультикомплекса MDX» повышает перфузию крови, оптимизирует работу местных механизмов регуляции в системе микроциркуляции, обеспечивает более быстрое восстановление энергетических запасов организма спортсменов.