Влияние композиции маточного молочка и экзогенного убихинона-10 на биомаркеры окислительного стресса и повреждения мышечной ткани при выполнении высокоинтенсивного интервального упражнения в подготовительном периоде

V.V. Seleznev, ,

A.N. Ovchinnikov, , E.V. Krylova, , S.V. Kopylova, ,

A.V. Deryugina, ,

Введение. В плавании подготовительный период этапа спортивного совершенствования характеризуется 10–12 тренировками в бассейне, а также 3–6 занятиями общей физической подготовкой в неделю. При этом общая преодолеваемая спортсменами дистанция может достигать 80–110 км в неделю. Объем физической нагрузки при плавании в анаэробном режиме может достигать 30–35 %. В результате функциональные резервы организма могут истощаться, что потенциально может приводить к развитию преморбидных и патологических состояний. В вышеуказанный период спортсмен демонстрирует более низкий по сравнению с предсоревновательным периодом уровень физической работоспособности, что, как правило, выражается более низкой скоростью преодоления дистанций. В подго- товительном периоде перед спортсменом стоит задача предупреждения срыва адаптационных процессов, индуцированных интенсивными физическими нагрузками. Окислительный стресс, возникающий при выполнении упражнений в зоне максимальной мощности, способствует интенсивному образованию реакционно-активных форм кислорода в задействованных мышцах с последующим накоплением токсичных продуктов липопероксидации в крови. Между тем антиоксидантная система не способна поддерживать окислительновосстановительный гомеостаз в границах физиологической нормы, что провоцирует патологические последствия для метаболического фона [5]. Изменение прооксидантно-анти-оксидантного баланса в направлении чрезмерного образования токсичных продуктов окислительной модификации макромолекул сопровождается нарушением мембранных структур – от проницаемости и барьерной функции до апоптоза клетки. Более того, избыточное содержание мышечных ферментов, таких как КК и ЛДГ, во внеклеточной среде является одним из маркеров повреждения мышечной ткани.

В связи с этим использование биологически активных веществ широкого спектра физиологического действия, в том числе способных предупреждать развитие системного окислительного стресса, приобретает особую актуальность в подготовительный период. К соединениям, потенциально обладающим аддитивными антиоксидантными свойствами, можно отнести пчелиное маточное молочко (ММ), являющееся адаптогеном природного происхождения, и экзогенный убихинон-10 (Q-10) – жирорастворимый кофермент, синтезируемый в организме и выполняющий множество различных функций, связанных с его окислительно-восстановительным статусом [11]. Известно, что участие убихинона в метаболических процессах при мышечной работе в зоне субмаксимальной мощности возрастает [18]. Следовательно, прием данного вещества, предшествующий физической нагрузке, способен оказывать предупреждающее влияние на процессы липопероксидации во время и после выполнения высокоинтенсивных упражнений путем встраивания экзогенного соединения в клеточную мембрану, а также активации биосинтеза эндогенного убихинона [10, 13]. Безусловно, Q-10 играет важную роль в усилении неэнзимного компонента предупреждения оксидативного стресса [15]. В свою очередь предполагается, что ММ способно стимулировать ферментативное звено антиоксидантной системы за счет увеличения экспрессии и активности супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ) [1, 7, 17]. Более того, указанный выше взаимопотенцирующий эффект может напрямую быть связан с поддержанием физической работоспособности при нагрузках высокой интенсивности, что имеет большое значение в практике спортивной подготовки.

Ранее было показано, что пловцы, принимавшие в предсоревновательном периоде в течение 14 суток композицию ММ + Q-10 в дозе 400 и 60 мг/сут соответственно, улучшили показатели работоспособности, которые определялись контрольным тестированием.

Количество набранных очков по унифицированной системе, разработанной Международной федерацией плавания (FINA), в группе спортсменов, принимавших ММ + Q-10, увеличилось на 12,41 % по сравнению с группой плацебо [3]. Кроме того, в аналогичный период подготовки также была доказана целесообразность приема указанной выше комбинации веществ высококвалифицированными легкоатлетами в течение 10 дней, что выражалось меньшим временем, затраченным на выполнение контрольного теста [2].

Поскольку эффективность приема композиции ММ + Q-10 спортсменами была показана во время компенсации в предсоревно-вательном периоде, то в данной работе цель состояла в изучении влияния данной комбинации веществ на биомаркеры окислительного стресса и повреждения мышечной ткани при выполнении высокоинтенсивного интервального упражнения в подготовительном периоде.

Материалы и методы исследования. Было задействовано 16 высококвалифицированных пловцов мужского пола в возрасте 16 ± 1 год. Все участники были предварительно проинформированы о цели и методике проведения исследования и дали добровольное согласие на участие в нем в соответствии с Хельсинкской декларацией [19].

Уровень работоспособности определялся на 1-е и 11-е сутки исследования, испытуемые проплывали 50 м основным способом плавания 4 раза с интервалом отдыха 45 с между отрезками. По результатам первого тестирования были сформированы 2 группы со сходными морфофункциональными показателями.

В течение 10 суток испытуемые принимали вещества сублингвально. Группа А – плацебо (мёд) в дозе 10 г/сут. Группа Б – препарат (маточное молочко пчёл и убихинон-10, суспендированные в мёде) в дозе 10 г/сут, включая 400 мг/сут ММ и 60 мг/сут Q-10. Мёд и ММ были предоставлены ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства». Q-10 получен методом микробиологического синтеза на ОАО «Кстовский ОПЗ БВК».

Забор крови производился из локтевой вены за одни сутки до употребления и на десятые сутки приёма веществ до и после выполнения контрольного упражнения. Содержание диеновых ДК и ТК, ОШ в плазме крови измеряли на спектрофотометре «СФ-2000» («ОКБ СПЕКТР», Россия) по методу И.А. Вол- чегорского [6]. Активность КК и ЛДГ в плазме крови оценивали энзиматическим кинетическим методом в диапазоне 1–1100 ед./л и 5–1200 ед./л соответственно на биохимическом анализаторе Clima MC-15 (RAL, Испания) с использованием набора реагентов СК-NAC DiaS (Германия).

Физическую подготовленность пловцов определяли по сумме времени преодоления четырех отрезков и дальнейшему переводу результата в систему очков FINA.

Статистическая обработка полученных данных выполнена с использованием программного приложения RStudio. Полученные результаты представлены в виде среднего арифметического ± стандартная ошибка среднего (M ± m) или медианы ± интерквартильное расстояние (Me ± 25-й процентиль). Анализ на предмет определения статистически значимых различий проводили с применением критерия Манна – Уитни и критерия Вилкок-сона.

Результаты. В ходе исследования было показано, что показатели пловцов группы Б в части выполнения контрольного тестирования на 11-е сутки исследования были статистически значимо выше на 5,6 % по сравнению с группой А (табл. 1).

Повышение результативности выполнения упражнения может быть сопряжено с изменениями метаболизма, связанными с ингибированием процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) с соответствующим предупреждением повреждения сарколеммы и других клеточных структур мышечного волокна [4]. Так, на 11-е сутки исследования у спортсменов, принимавших ММ + Q-10, уровень ДК, ТК и ОШ в крови статистически значимо снизился после физической нагрузки на 10; 12,5; 24,8 % соответственно по отношению к 1-м суткам (рис. 1).

Вместе с тем по сравнению с группой плацебо концентрация ТК и ОШ в крови после контрольного тестирования, проведенного на 11-е сутки исследования, также была статистически значимо меньше на 24,3 и 27,9 %. Чрезмерное образование ОШ, являющихся токсичными конечными продуктами ПОЛ, предполагает, что активность ферментативных белков уменьшается, функции структурных и сократительных белков мышечного волокна подавляются. При этом наблюдается деформация каналообразующих белков мембраны, в результате чего ее проницаемость возрастает, что в дальнейшем ведет к необратимым изменениям в клетке и, как следствие, ее гибели. После выполнения контрольного тестирования показатель ОШ/(ДК+ТК), характеризующий направленность цепных реакций свободнорадикального окисления липидов, статистически значимо увеличился на 18,3 % в сторону преобладания ОШ в крови у спортсменов группы А на 11-е сутки по сравнению с 1-ми сутками (табл. 2).

Интенсификация свободнорадикальных процессов в направлении образования конечных продуктов ПОЛ может свидетельствовать о снижении активности антиоксидантной системы и лимитировать физическую работоспособность. В свою очередь, мы предполагаем, что аддитивное действие ММ и Q-10 заключается в стимулировании двух взаимосвязанных звеньев антиоксидантной системы защиты. Так, деценовые кислоты ММ, являющиеся уникальным компонентом его состава, способны через активацию АМФ-активируемой

Таблица 1

Table 1

Результативность выполнения высокоинтенсивного интервального упражнения пловцами до и после приема веществ (M ± m) (n = 16)

Performance of high-intensity interval exercise before and after treatment (M ± m) (n = 16)

Показатель, ед. измерения Parameter, units of measurement	Группа А / Group A, n = 8		Группа Б / Group B, n = 8
	до приема плацебо before placebo	после приема плацебо after placebo	до приема препарата (ММ + Q-10) before treatment (RJ + Q-10)	после приема препарата (ММ + Q-10) after treatment (RJ + Q-10)
Количество очков FINA, усл. ед. FINA points, c. u.	597,01 ± 12,03	582,17 ± 18,16	602,51 ± 11,84	614,83 ± 7,03*

Примечание. * – p < 0,05 по сравнению с группой А после приема плацебо.

Note. * – p < 0.05 compared with Group А after placebo.

протеинкиназы увеличивать экспрессию антиоксидантных ферментов [1, 7–9], в то время как Q-10 может повышать активность СОД и КАТ, а также благодаря присутствию донорно-акцепторных свойств обладает высокой реакционной способностью восстанавливать липидные радикалы, передавая им свои электроны [12, 15]. Кроме того, в восстановленной форме убихинон может непосредственно регенерировать антиоксидантную активность аскорбата и α-токоферола, участвующих в дезактивации свободных радикалов [15, 16].

Также после выполнения тестирования на 11-е сутки исследования у пловцов группы Б активность КК и ЛДГ в плазме крови была статистически значимо меньше на 31,2 и 49,1 % соответственно по сравнению с группой А (рис. 2).

При этом установлено, что внутри группы Б в результате приема композиции ММ + Q-10

Таблица 2

Table 2

Отношение содержания конечных продуктов ПОЛ к первичным в крови у пловцов до и после приема веществ (M ± m) (n = 16)

The ratio of final to primary blood lipid peroxidation products in swimmers before and after treatment (M ± m) (n = 16)

Показатель, ед. измерения Parameter, units of measurement	Группа А / Group A, n = 8		Группа Б / Group B, n = 8
	до приема плацебо before placebo	после приема плацебо after placebo	до приема препарата (ММ + Q-10) before treatment (RJ + Q-10)	после приема препарата (ММ + Q-10) after treatment (RJ + Q-10)
ОШ/(ДК+ТК), усл. ед. Schiff base complexes / (diene + trienoic conjugates), c. u.	187,03 ± 6,51	221,29 ± 16,81^	193,45 ± 5,68	140,53 ± 11,98*#

Примечание. ^{^} – p < 0,05 по сравнению с группой А до приема плацебо; * – p < 0,05 по сравнению с группой А после приема плацебо; ^# – p < 0,05 по сравнению с группой Б до приема препарата (ММ + Q10).

Note. ^{^} – p < 0.05 compared with group А before placebo; * – p < 0,05 compared with group А after placebo; ^# – p < 0,05 compared with group Б before treatment (ММ + Q10).

F—I До приема плацебо 6 До приема препарата

* #

F—I После приема плацебо •—Н После приема препарата

О                           Л

Е зоо

Ё 250

■"

5 200

* #

б

а 100

Группа

Группа

Рис. 2. Активность КК и ЛДГ в плазме крови пловцов до и после приема веществ (Me ± 25-й процентиль) (n = 16): ^ – p < 0,05 по сравнению с группой до приема плацебо; * – p < 0,05 по сравнению с группой после приема плацебо; # – p < 0,05 по сравнению с группой до приема препарата (ММ + Q10)

Fig. 2. Plasma creatine kinase and lactate dehydrogenase activity in swimmers before and after treatment (Me ± 25 percentile) (n = 16): ^ – p < 0.05 compared with the placebo group; # – p < 0.05 compared with the data obtained before treatment (ММ + Q-10)

активность КК и ЛДГ в крови после физической нагрузки статистически значимо уменьшилась на 33,4 и 40,9 %, соответственно. Как известно, одними из маркеров повреждения клеток мышечной ткани является повышение активности КК и ЛДГ во внеклеточной среде организма. Снижение активности данных ферментов в крови после приема ММ + Q-10 свидетельствовало об ингибировании процессов, связанных с нарушением структуры и функции клеток мышечной ткани. Подтверждением последнему служит торможение реакций липопероксидации, что можно увидеть по меньшему аккумулированию токсичных конечных продуктов окислительной модификации липидов в крови после приема комбинации ММ + Q-10. Как известно, КК, локализуясь в клетке, катализирует реакцию, обеспечивающую энергией мышечные сокращения за счет образования креатинфосфата, который расходуется в том числе в процессе выполнения упражнений субмаксимальной мощности. В свою очередь ЛДГ также продолжает вы- полнять основную функцию, а именно – катализировать процесс обратного превращения молочной кислоты в пировиноградную [14]. Так, более низкий уровень лактата в крови спортсменов после интенсивных физических нагрузок был отмечен ранее в исследованиях влияния ММ + Q-10 [2, 3].

Заключение. Следовательно, введение в рацион спортсмена композиции ММ + Q-10 во время подготовительного периода способно предотвращать негативные изменения в метаболизме скелетных мышц, вызываемые окислительным стрессом, повышая при этом функциональные возможности, а именно результативность выполнения упражнений субмаксимальной мощности. Более того, мы можем предполагать, что использование данной композиции во время соревнований по плаванию может быть актуальным в связи с тем, что высококвалифицированные спортсмены участвуют в предварительных, полуфинальных и финальных заплывах на основных дистанциях.