Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Особенности адаптации при выполнении мышечных нагрузок различной интенсивности и продолжительности (обзор литературы) 15
1.1. Адаптация к физическим нагрузкам 15
1.2. Возможные механизмы возникновения физического перенапряжения 23
1.3. Особенности секреции кальцитонина и паратгормона в условиях адаптации к мышечной нагрузке 28
1.4. Возможность применения адаптогенов в практике спортивных тренировок 38
1.5. Характеристика солодки голой и ее биологического действия 43
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 51
2.1. Общая характеристика экспериментального материала 51
2.2. Моделирование мышечных нагрузок в эксперименте 52
2.3. Методика тренировки животных 54
2.4. Моделирование хронического физического перенапряжения в эксперименте 55
2.5. Моделирование состояния гипоксии 56
2.6. Методы введения экстракта солодки животным 58
2.7. Методы биохимического анализа крови, биологического тестирования и определения функциональных резервов околощитовидных желез и С-клеток щитовидной железы у крыс 59
2.8. Методы гистологических и гистохимических исследований мышечной ткани 71
2.9. Организация исследований на людях, характеристика обследованных лиц и используемых методик обследования 73
2.10. Методы статистической обработки результатов исследований 79
ГЛАВА 3. Морфофункциональные изменения в системах в процессе адаптации к физическим нагрузкам и моделирования хронического физического перенапряжения 80
3.1. Влияние 9 недельной тренировки на работоспособность животных... 80
3.2. Динамика массы тела и изменений в мышечной ткани животных в период адаптации к физическим нагрузкам 81
3.3. Адаптивные изменения в системе вегетативных органов в процессе тренировочных циклов 86
3.4. Функциональное состояние коры надпочечников, половых желез и динамика уровня глюкозы в процессе тренировочных циклов 91
3.5. Динамика общего кальция, паратгормона, кальцитонина и КТ-активности плазмы в процессе выполнения однократной мышечной нагрузки 95
3.6. Динамика общего кальция, паратгормона, кальцитонина и КТ-активности плазмы на разных этапах тренировочного цикла 99
3.7. Определение функциональных резервов С-клеток щитовидной и околощитовидных желез крыс на различных этапах тренировочного цикла 104
3.8. Динамика работоспособности животных в условиях моделирования хронического физического перенапряжения 111
3.9. Динамика массы тела и структурных изменений мышечной ткани в процессе выполнения истощающих мышечных нагрузок 112
3.10. Изменения в системе вегетативных органов при моделировании хронического физического перенапряжения 117
3.11. Функциональное состояние коры надпочечников, половых желез и динамика содержания глюкозы в условиях моделирования хронического физического перенапряжения 123
3.12. Динамика содержания общего кальция, паратгормона, кальцитонина и КТ-активности плазмы в процессе моделирования хронического физического перенапряжения 127
ГЛАВА 4. Изучение адаптогенных свойств экстракта корня солодки голой 138
4.1. Определение степени токсичности экстракта корня солодки при разовом введении 139
4.2. Определение степени токсичности экстракта корня солодки в условиях хронического эксперимента 144
4.3. Влияние однократного и курсового введения экстракта солодки на физическую работоспособность животных 147
4.4. Изучение адаптогенных свойств экстракта корня солодки в условиях моделирования гипоксии 149
4.5. Исследование динамики массы тела, массы сердца, структурных изменений в мышечной ткани и белка в крови животных, получавших экстракт корня солодки в процессе выполнения беговых нагрузок 154
4.6. Изменение содержания эритроцитов и гемоглобина в крови животных, получавших экстракт корня солодки 163
4.7. Влияние экстракта корня солодки на эндокринно-метаболические показатели адаптации к мышечной деятельности 167
4.8. Изучение влияния экстракта корня солодки на углеводный обмен... 175
ГЛАВА 5. Особенности регуляции кальциевого гомеостаза в период тренировки и моделирования хронического физического перенапряжения в условиях приема экстракта корня солодки 181
5.1. Динамика содержания общего кальция у животных, получавших экстракт солодки в процессе выполнения тренировочных нагрузок 181
5.2. Изучение секреторных возможностей околощитовидных желез крыс, получавших экстракт корня солодки на протяжении 9 недель тренировочного цикла 183
5.3. Динамика секреторной активности С-клеток щитовидной железы крыс, получавших экстракт корня солодки на протяжении 9 недель тренировок 186
5.4. Морфофункциональные изменения, регистрируемые в организме крыс, получавших экстракт корня солодки в период моделирования хронического физического перенапряжения 191
5.5. Изменения, регистрируемые в вегетативных системах животных, получавших экстракт солодки в период моделирования хронического физического перенапряжения 196
5.6. Особенности функции коры надпочечников, половых желез и динамика уровня глюкозы в крови крыс, получавших экстракт корня солодки в период моделирования хронического физического перенапряжения 202
5.7. Динамика содержания общего кальция, паратгормона, кальцитонина и КТ-активности плазмы крыс, получавших экстракт корня солодки в период моделирования хронического физического перенапряжения 208
ГЛАВА 6. Особенности гормональной регуляции кальция у людей с различной суммарной двигательной активностью и определение возможности использования экстракта корня солодки в тренировочном процессе 221
6.1. Сравнительная характеристика содержания 11 -оксикортикостероидов и глюкозы в крови людей с различной суммарной двигательной активностью 221
6.2. Определение общего кальция и функционального состояния основных кальцийрегулирующих желез у лиц с различной суммарной двигательной активностью 223
6.3. Влияние экстракта корня солодки на развитие выносливости 228
6.4. Влияние экстракта корня солодки голой на развитие мышечной силы 239
6.5. Влияние экстракта корня солодки голой, включенного в состав массажного крема, на силу и силовую выносливость 244
Обсуждение результатов исследования 250
Заключение 284
Выводы 287
Список литературы 289
- Особенности секреции кальцитонина и паратгормона в условиях адаптации к мышечной нагрузке
- Методы биохимического анализа крови, биологического тестирования и определения функциональных резервов околощитовидных желез и С-клеток щитовидной железы у крыс
- Адаптивные изменения в системе вегетативных органов в процессе тренировочных циклов
- Определение степени токсичности экстракта корня солодки при разовом введении
Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный спорт характеризуется значительным увеличением объема тренировочных нагрузок и эмоционального накала соревновательной борьбы. Длительное функционирование организма в подобных условиях может явиться причиной истощения его резервных возможностей и развития ряда патологических состояний, к которым, прежде всего, следует отнести состояние физического перенапряжения и перетренированности.
Процент возникновения таких нарушений, как хроническое физическое перенапряжение, перетренированность среди занимающихся спортом из года в год повышается, являясь одной из причин внезапной смерти спортсменов (А.Г. Дембо, 1984; B.J. Магоп, 1986, 2002; B.J. Maron et al., 1996; А.В. Смоленский, Б.Г. Любина, 2002). Отсюда актуальна проблема ранней диагностики и выявление факторов, провоцирующих возникновение данных нарушений, а также своевременная их коррекция.
Учитывая важность гормонов в протекании физиологических процессов в организме, огромное количество работ посвящено изучению роли эндокринной системы в формировании приспособительных реакций. К настоящему времени накоплен обширный материал, связанный с изучением участия симпатоадреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем в процессах адаптации организма к мышечной деятельности (А.А. Виру, 1977, 1990; А.А.Виру, П.К. Кырге, 1983; Г.Н. Кассиль и соавт., 1977; Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988; Г.Л. Шрейберг, В.Г. Задерман, 1988; Г.Л. Шрейберг и соавт., 1990; А.А. Филаретов, 1993; В.Г. Шаляпина, 1996 и др.).
Значительно меньше работ, освещающих участие кальция и основных кальцийрегулирующих гормонов в адаптации организма к мышечным нагрузкам (Н.Н. Лиманский, 1978; Г.Г. Цыбизов, 1979; Г.Д. Слепушкин и со-авт., 1985; И.А., Држевецкая, Г.Д. Солгалов, 1990).
В то же время имеется огромное количество работ, демонстрирующих важность Са, КТ и ПТГ не только в протекании физиологических функций организма, но и в формировании стрессадаптивных реакций (Д.Бендол, 1970; В. L. Katz, R. Miledi, 1970; В.Д. Романенко, 1975; И.А. Држевецкая, Ю.М. Држевецкий, 1983; В.Л. Козловский, 1995; Е.А. Александрова, 2001; Д.Н. Худавердян, К.П. Аракелян, 2002). Нарушение кальциевого обмена в структурах организма рассматривается как один из провоцирующих факторов становления многих патологий (Г.Е. Соколович и соавт., 1983; Л.Т. Пименов, 1985; Е.П. Костюк, П.Г. Костюк, 2003).
В связи с этим представляется актуальным исследование динамики кальция и определение роли основных кальцийрегулирующих гормонов - КТ и ПТГ в развитии хронического физического перенапряжения.
Не менее важной проблемой сегодняшнего дня является поиск средств, расширяющих адаптивные возможности организма лиц, занимающихся спортом. В этом плане наиболее приемлемыми являются адаптогены растительного происхождения. Постоянно возрастающий спрос на адаптогены является причиной истощения их природных запасов, что диктует необходимость поиска растений с большими сырьевыми ресурсами. Для южных регионов России таковой является солодка голая, на протяжении многих веков успешно используемая в медицине, но как возможный адаптоген изучена недостаточно.
Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить особенности гормональной регуляции кальциевого обмена в процессе тренировочного цикла и на фоне хронического физического перенапряжения; установить возможные механизмы развития физического перенапряжения и определить
перспективность использования для его коррекции экстрактов, полученных на основе корня солодки голой.
В соответствии с целью определены следующие задачи:
Моделируя беговые тренировки, изучить динамику уровня Са, ПТГ, КТ и КТ-активности плазмы в процессе адаптации животных к мышечным нагрузкам.
Изучить гормональную регуляцию Са в состоянии созданного в эксперименте хронического физического перенапряжения.
Экспериментально определить функциональные резервы С-клеток ЩЖ и ОЩЖ на разных этапах тренировочных циклов и в состоянии хронического физического перенапряжения.
Исследовать особенности гормональной регуляции Са в организме людей, систематически занимающихся спортом.
Изучить свойства экстракта корня солодки голой как адаптогена, а также как фактора, влияющего на тренированность и корригирующего действие истощающих мышечных нагрузок.
Научная новизна работы. В экспериментах на животных (крысах) и в исследованиях на спортсменах получен новый фактический материал, выявляющий особенности процесса адаптации к мышечным нагрузкам. При выполнении продолжительной беговой нагрузки нетренированными животными у них отмечается развитие гипокальциемии, снижение концентрации ПТГ и возрастание уровня КТ и КТ-активности плазмы. По мере роста тренированности соотношение указанных гормонов и их биологической активности в период выполнения мышечных нагрузок изменяется, что обеспечивает длительную гиперкальциемию, наиболее выраженную в период интенсификации тренировочных нагрузок.
Впервые установлено, что развитие хронического физического перенапряжения носит волнообразный характер, а не является однонаправленным ухудшением функций организма. В период наиболее высокой работоспособ-
ности животных происходит повышение секреции ПТГ ОЩЖ и снижение секреторной активности С-клеток ЩЖ, не стимулируемой мышечной нагрузкой, но при этом функциональные резервы железы остаются высокими.
В эксперименте на животных впервые показано, что низкий уровень КТ и его биологическая активность сохраняются на протяжении всего периода формирования хронического физического перенапряжения, а повышение происходит в период уже развившихся нарушений и в связи с этим не проявляется его защитная функция.
Впервые показано, что использование экстракта корня солодки голой в тренировочном процессе снижает повреждающее действие интенсивных мышечных нагрузок, повышает физическую работоспособность и обеспечивает более быстрое формирование физических качеств.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные углубляют и дополняют представления о гормонально-метаболических взаимоотношениях стрессадаптивных и кальцийрегулирующих гормонов в организации приспособительных реакций к мышечным нагрузкам различной интенсивности и продолжительности.
Результаты исследования показывают, что развитию хронического физического перенапряжения предшествует длительная гиперкальциемия, обусловленная снижением секреторной активности С-клеток ЩЖ. Гипокальци-тонинемия может быть использована как предиктор формирующихся отклонений в организме. Полученные данные представляют интерес с позиций ранней диагностики развивающегося хронического физического перенапряжения и своевременного внесения коррективов в методику проводимых тренировок.
Предложенные в работе тесты позволяют определить функциональные резервы ОЩЖ и С-клеток ЩЖ в условиях эксперимента и при исследовании эндокринной регуляции метаболизма Са у человека.
Установлена способность экстракта корня солодки потенцировать формирование устойчивой адаптации к мышечным нагрузкам и развиваемым физическим качествам. При этом показана возможность использования экстракта солодки как перорально, так и при включении ее в состав массажного крема для спортсменов.
Материалы работы используются при проведении врачебного контроля за спортсменами в Ставропольском краевом диспансере здоровья, при преподавании курса спортивной медицины и чтении лекций по физиологическим основам физических упражнений на факультете физической культуры и спорта, включены в магистерскую программу «Нейроэндокринные механизмы адаптации», в рамках которой проводятся лекции и занятия по курсу «Нейроэндокринные механизмы адаптации к физическим нагрузкам», нашли отражение в курсах лекций по физиологии человека и животных, возрастной физиологии на кафедре анатомии, физиологии и гигиены человека Ставропольского государственного университета, а также используются при чтении лекций для учителей и тренерско-преподавательского состава Ставропольского края.
Положения, выносимые на защиту:
Гиперкальциемия, регистрируемая в период тренировочного цикла и выполнения истощающих физических нагрузок, является неспецифической реакцией организма на действие стрессирующего фактора и обеспечивает повышение функциональной активности систем организма, необходимых для проявления специфических адаптивных реакций.
Избыточное накопление ионизированного кальция в миоцитах при выполнении истощающих мышечных нагрузок провоцирует негативные изменения в структуре клетки.
Длительное снижение секреторной активности С-клеток щитовидной железы является одним из факторов, обусловливающих развитие гипер-кальциемии.
4. Экстракт корня солодки обладает свойствами, присущими адаптогенам растительного происхождения, и может быть с успехом использован в практике спортивных тренировок для повышения физической работоспособности и снижения отрицательного действия истощающих мышечных нагрузок на организм лиц занимающихся спортом.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на внутривузовских научно-практических и научно-методических конференциях (Ставрополь, 1996-2003); региональных конференциях «Проблемы развития биологии на Северном Кавказе» (Ставрополь, 1996; 1997; 1999), «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем Кавказа» (Ставрополь, 1997; 1998); «Актуальные проблемы развития физической культуры в современных условиях» (Ставрополь, 1998); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фармакологии» (Санкт-Петербург, 1999), XVIII съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, 2001); Межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы физической культуры и спорта в высших учебных заведениях» (Ростов-на-Дону, 2001); IV межрегиональной научно-практической конференции «Организационные и методические аспекты укрепления состояния здоровья студенческой молодежи Сибирского региона» (Иркутск, 2002); VII межуниверситетской научно-методической конференции «Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной работы» (Ростов-на-Дону, 2002); Всероссийской научно-практической конференции «Образование и молодежная политика в современной России» (Санкт-Петербург, 2002); II Международной практической конференции «Здоровье. Интеллект: биоинформационные и оздоровительные технологии» (Волгоград, 2002); XI Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва - РУДН, 2003); Межрегиональной конференции «Физиологические проблемы адаптации» (Ставрополь,
2003); Всероссийской конференции с международным участием «Нейроэн-докринология - 2003» (Санкт-Петербург, 2003).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 33 работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 334 страницах машинописного текста, содержит 82 таблицы, 49 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырех глав с изложением результатов собственных исследований, заключения, библиографического списка, включающего 439 источников, в том числе 124 иностранных.
Особенности секреции кальцитонина и паратгормона в условиях адаптации к мышечной нагрузке
Кальцитонин - основной кальцийпонижающий гормон открыт в 1961 году (Сорр et al.,1962), а в 1962 Hirsch (P. Hirsch et al., 1964) установил место его продукции и осуществил выделение КТ из экстрактов ЩЖ. КТ секрети-руется С-клетками ЩЖ и состоит из 32 аминокислотных остатков. Из ЩЖ секретируется три полипептида - КТ, катакальцин и КТ-ген-родственный пептид (W.C. Dermody et al., 1980; В. Ahren, 1989). Кальцийпонижающей способностью, наряду с КТ, обладает и другой пептид — катакальцин, состоящий из 21 аминокислоты. Действие катакальцина может проявляться независимо от КТ через его собственные мембранные рецепторы.
КТ-РП, также как и КТ обладает биологической активностью: так, он активирует гликогенолиз (В. Leighton et al.,1989) и увеличивает скорость образования лактата (J. King et al., 1989) в скелетных мышцах, опосредует ди-латацию коронарных сосудов (A. Franco-Cereceda, 1979), специфически ин-гибирует секрецию инсулина (M.Petterson, В. Ahren, 1989). При этом в отношении коронарных артерий и предсердий показаны различия между рецепторами КТ и КТ-РП. Наконец, путем модифицирующего влияния на секрецию пролактина КТ-РП участвует в адаптации к стрессу (V.Sibilla et al., 1989).
Паратгормон - второй важнейший кальцийрегулирующий гормон, обладающий кальцийповышающими свойствами. Основным местом продукции ПТГ в организме являются ОЩЖ. Впервые ОЩЖ были описаны в 1880 году, а в середине 20-х годов Hanson и СоШр выделили из ОЩЖ активное начало, которое теперь носит название паратгормон или паратирин.
По химической природе ПТГ является белком. Его молекула представлена одной полипептидной цепью, включающей 84 аминокислотные последовательности (H.T.Keutman et al., 1978). Образование данного гормона начинается со стадии препаратгормона, содержащего 109 аминокислотных последовательностей. Последний расщепляется до пропаратгормона (90 аминокислотных остатков) и только затем до 84 -аминокислотного ПТГ (Т. Seoguti et al., 1995). В крови обнаруживаются все указанные формы гормона, а также более мелкий пептид - продукт их расщепления. Вскоре после попадания в кровь молекула ПТГ распадается на два фрагмента, обладающих различной биологической активностью. N-концевые фрагменты 1-34, 1-29 обладают значительной биологической активностью нативной молекулы гормона, С-концевые фрагменты биологически неактивны. N-концевые фрагменты быстро исчезают из крови (Tl/2 = 18-30 минут), а неактивные С-концевые фрагменты остаются в крови значительно дольше (ТІ/2 = 2-4 часа) (Г.А. Ткачева и соавт., 1983). Наряду с этим доказана специфическая биологическая активность и других фрагментов молекулы ПТГ. В частности, участок 19-84 индуцирует высвобождение эластазы из лейкоцитов (S.G. Massry et al.,1989), участок 30-34 стимулирует включение тимидина в хондроцитах (K.D. Schluter et al.,1989), а участок 28-48 проявляет митогенную Са-зависимую активность (K.D. Schluter et al., 1988).
Клетки некоторых карцином секретируют ПТГ-подобный белок (секреторный белок СБ-1, или хромогранин А), угнетающий секрецию инсулина, вызванную глюкозой (G.N. Greeley et al., 1989). Он включает в себя последовательность аминокислот панкреастатина (E.W. Sutherland et al.,1968, C.W. Taylor, M.J. Berridge. 1989;.H. Thor et al., 1982), которая, как полагают, может выделяться из СБ-1 путем внеклеточного процессинга. СБ-1 обладает выраженным гиперкальциемическим действием (Н. Wilezek, 1981; Т. Morokura et al., 1988), причем на органы - мишени ПТГ он действует через посредство тех же рецепторов, что и гормон (A.J.P. Yates et al.,1988).
Основное физиологическое действие как КТ, так и ПТГ связано с обменом Са и фосфора в организме. Основными органами - мишенями данных гормонов являются кость и почки. В соответствии с этим существуют «почечная» и «костная» теории, объясняющие механизмы регулирующего действия данных гормонов (В .Д. Романенко, 1975; А.И. Григорьев, И.М. Ларина, 1992; Е.А. Александрова, 2001; A.W. Norman, 1979 и др.). Помимо этого, кальцийрегулирующие гормоны обладают и центральным действием. Пептид, кодируемый геном КТ (КТ-РП), широко распространен в организме, в том числе и в нервной системе, что указывает на его физиологическую роль, а при интраназальном введении КТ эффект достигается быстрее и при меньшей концентрации, чем в случае иного способа введения гормона (А.Е. Ропivoli et al., 1985). Как показали исследования W.J. Freed (1984), центральным действием КТ является анорексический эффект, реализующийся через непосредственное воздействие на паравентрикулярное, супраоптическое и вен-трамедиальное ядра гипоталамуса, кроме того, введение КТ в желудочки головного мозга усиливает стимулированную секрецию инсулина, как полагают, при участии симпатических нервных окончаний (G.N. Greeley et al., 1989).
Малые фрагменты ПТГ (44-68) могут также проникать через гематоэн-цефалический барьер (S. Balabanov et al., 1985). Другие исследователи считают, что ПТГ, обнаруженный в спинно-мозговой жидкости, в основном имеет мозговое происхождение (R. Nowak et al., 1988). На нервные клетки ПТГ может действовать не только посредством классического механизма, но и путем активации фосфолипаз Ai, А2 и С, как полагают, с нарушением целостности мембран (Д.Н. Худавердян и соавт., 1989). К тканям - мишеням ГПТ относят, кроме сосудистого сплетения (Р.К.Т. Pang et al.,1984), клетки коры надпочечников (J. Rosenberg, M. Pines, 1989). Действуя через систему цАМФ, ПТГ вызывает стимуляцию секреции альдостерона, аналогичную по величине, а глюкокортикоидов - более значительную, чем при воздействии АКТГ (J. Rosenberg et al., 1987, Н. Rottenberg, М. Marbach, 1989).
К настоящему времени нет единого мнения о возможном участии ПТГ в развитии адаптивных реакций к мышечной деятельности. Так, ряд авторов отмечали на начальном этапе мышечной работы повышение активности ОЩЖ (S. Ljunghall et al., 1984; Т. Kazutamie et al., 1987; F.C. Ziegler et al., 1987), параллельно происходит обусловленное ПТГ повышение содержания Са в крови (Н.Н. Лиманский, 1978; Г.Г. Цыбизов 1978, 1979, 1980). Подобная реакция ОЩЖ не является специфической для мышечной деятельности, так как гиперкальциемия и, возможно, гиперпаратиреоз отмечен при болевом, холодовом и иммобилизационном стрессе (Н.Ф. Мишина, 1981; Н.Ф. Мишина, Э.В. Миронова, 1981; Н.К. Арокина, 1998; К.П. Иванов и соавт., 1999; Н.А. Слепчук, Н.Н. Мельникова, 2001).
Методы биохимического анализа крови, биологического тестирования и определения функциональных резервов околощитовидных желез и С-клеток щитовидной железы у крыс
При суждении о состоянии железы следует оценивать не только содержание в крови продуцируемого ее гормона, но и способность отвечать на специфический стимул секрецией новых количеств этого гормона, т.е. установив величину ее функциональных резервов. Для ОЩЖ специфическим стимулом является понижение концентрации Са в крови, поэтому введение в организм химических компонентов, способных вызывать гипокальциемию и соответственно, стимулировать секрецию ПТГ, можно использовать как тест для определения функциональных резервов ОЩЖ. Таким химическим компонентом может оказаться этилендиаминтетрауксусная кислота, динатриевая соль - (NaOCOCH2)2 NaCH2CH2 Na(CH2COOH2)2 (Na-ЭДТА или трилон Б), учитывая ее способность связывать двух-, трех- и четырехвалентные катионы при попадании в кровь (рН=7,35) и, тем самым, создавая биологические эффекты, типичные для недостатка Са.
Токсическое действие от введения ЫаЭДТА проявляется только при длительном его введении. Так, при пероральном введении данного вещества белым крысам или морским свинкам в течение 20-40 дней в дозе 400 мг/кг наблюдалось снижение уровня у-глобулина, повышение остаточного азота в сыворотке, накопление липидов и т.д. При более длительном введении Na-ЭДТА отмечалось снижение содержания Са и фосфора в костях, нарушение условно-рефлекторной деятельности.
Однократное введение препарата видимых токсических действий на организм не оказывало (Н.В. Лазарев, Э.Н. Левина, 1976). Учитывая этот факт, мы изучали возможность использования внутрибрюшинного введения Na-ЭДТА как теста для определения функциональных резервов ОЩЖ.
В период разработки теста использовалось введение 10% раствора Na-ЭДТА в объеме от 0,1 до 1 мл/100 г массы тела. Наиболее приемлемым, по нашим данным, является введение вещества в объеме 0,5мл/ 100 г массы тела.
Поскольку мы не нашли в литературе описания аналогичного метода определения функциональных резервов ОЩЖ, перед нами встала методическая задача: выяснить, в какой срок после указанной нагрузки наиболее целесообразно проводить исследования общего Са и ПТГ. С этой целью были проведены предварительные исследования по изучению влияния внутрибрюшинного введения Na-ЭДТА на секреторную активность ОЩЖ и концентрацию Са. Полученные результаты представлены в таблице 5, из которых следует, что наиболее существенное увеличение концентрации ПТГ в плазме, а следовательно и функциональной активности ОЩЖ наступало через 15 минут после внутрибрюшинного введения трилона Б. Содержание общего Са при этом достоверно возрастало через 45 минут. В соответствии с этим, в исследованиях функционального резерва ОЩЖ в различные периоды эксперимента мы проводили взятие крови для определения концентрации ПТГ через 15 минут, а общего Са - через 45 минут после введения КаЭДТА. Исследование функциональных резервов ОЩЖ проводилось на разных этапах тренировочного цикла и при моделировании состояния хронического физического перенапряжения, а так же при включении экстракта корня солодки в пищевой рацион животных.
Определение КТ производилось на иммуноферментативном анализаторе АИФР-01, с использованием набора DSL - 10 - 7700 содержащего материалы для количественного измерения КТ в сыворотке или плазме. Кат.№ 449-7700, методика проверена 31.10. 2000 г. Принцип метода. В данной методике также используется принцип «двухступенчатого» сэндвич-тип иммуноанализа. Стандарты, контроли и неизвестные образцы сыворотки инкубируются в микроячейках, покрытых ан-тикальцитониновыми антителами. После инкубации и промывки ячейки обрабатываются другими антикальцитониновыми антителами, мечеными пе-роксидазой хрена. После второй инкубации и промывки ячейки инкубируются с субстратом тетраметилбензидина. Добавляется кислотный стоп-раствор, а степень ферментного превращения субстрата определяется измерением при длине волны 450 нм с фильтром сравнения 620 нм. Измеренная оптическая плотность прямо пропорциональна концентрации КТ в образцах плазмы и стандартах. Набор стандартов КТ используют для построения калибровочной кривой, по которой рассчитываются концентрации КТ в неизвестных образцах. Метод биологического тестирования основан на способности испытуемой плазмы или сыворотки уменьшать уровень Са в крови крыс или мышей, взятых в качестве тест-объектов. Варианты этого метода представлены в ряде работ (Н.С.К. Laljce et.al.,1967; Г.А. Ткачев и соавт., 1975). Принцип метода. Животным - реципиентам вводят внутрибрюшинно цельную плазму тестируемой крови. Затем через определенные интервалы времени (в данном случае через 45 мин) у реципиентов осуществляют забор крови для определения в ней Са. По величине уровня Са в крови судят о содержании КТ в исследуемой биологической жидкости. Так как определяется не истинное содержание КТ, а кальцийпонижающая способность плазмы, то применяется термин КТ-активность. Как указывалось в обзоре литературы, из общего предшественника с КТ образуется и катакальцин, также обладающий мощным кальцийпони-жающим эффектом и, кроме того, потенцирующий действие КТ. Таким образом, понятие «КТ-активность плазмы» включает КТ, катакальцин, а также их взаимодействие во влиянии на кальциевый гомеостаз. Иначе говоря, термин КТ-активность плазмы - понятие более широкое, чем «концентрация КТ». Поэтому определение КТ-активности плазмы позволяло нам с большей достоверностью судить о функциональном состоянии С-клеток ЩЖ. При определении функциональных резервов С-клеток ЩЖ использовали принцип дополнительного стимула. Учитывая то обстоятельство, что для С-клеток основным стимулирующим фактором является гиперкальцие-мия, мы использовали тест с кальциевой нагрузкой. Перорально через зонд крысам вводили 10% раствор СаСЬ из расчета 0,2 мг Са на 1 кг массы тела. В соответствии с данными J. М. Garel (1980) эта величина кальциевой нагрузки вполне адекватна для стимуляции секреции КТ у крыс.
Адаптивные изменения в системе вегетативных органов в процессе тренировочных циклов
Как известно, гормоны ГГАКС и половые гормоны играют немаловажную роль в развитии долговременной адаптации организма к мышечной деятельности (Г.Н. Кассиль и соавт., 1978; А.А. Виру, П.К. Кырге, 1983). Соответственно, определение концентрации этих гормонов, а также массы желез, их секретирующих, является информативным показателем становления тренированности.
Содержание 11-ОКС. Определение концентрации 11-ОКС дает нам возможность судить об активности периферического звена ГГАКС - коры надпочечников. Согласно полученным результатам, концентрация 11-ОКС в плазме крови животных в процессе тренировок повышалась, что может свидетельствовать об активировании ГГАКС и готовности организма к выполнению более значительных физических нагрузок (Г.Н. Кассиль и соавт., 1978; Л.К. Караулова, 1976; А.А. Виру, П.К. Кырге, 1983).
Выполнение мышечной нагрузки животными, не прошедшими предварительных тренировок, сопровождалось повышением содержания 11-ОКС со 187,1±7,3 мкг/л до 354,0±21,1 мкг/л. При выполнении данной нагрузки животными экспериментальной группы усиление секреторной активности коркового слоя надпочечников отмечалось только на ранних этапах тренировок. При этом степень активирования секреторной активности была незначительна. Выполнение тестирующей нагрузки так же характеризовалось незначительным повышением концентрации 11-ОКС в крови животных, т.е. прослеживается определенная зависимость между уровнем физической подготовленности и величиной ответной реакции коры надпочечников на предъявляемый раздражитель. В частности, развитие тренированности ведет к уменьшению выраженности кортикальной реакции. Тренированность обеспечивает активацию систем в соответствии с силой раздражителя, ответная реакция перестает быть генерализованной и приобретает специфическое соответствие с выполняемой нагрузкой (А. А. Виру, 1977).
Динамика массы надпочечников. Основой к увеличению функциональных возможностей эндокринной системы служат структурные приспособительные перестройки. Наиболее общим выражением подобных перестроек является возрастание массы железы.
Увеличение массы железы сочетается у крыс с повышением содержания ДНК в ней, что указывает на прирост количества клеток. Согласно данным К.П. Рябова (1972), увеличение массы надпочечников происходит и в пересчете на каждую клетку. Следовательно, увеличение массы надпочечников является результатом как гипертрофии, так и гиперплазии.
Увеличение массы надпочечников отмечено и в наших исследованиях. Так, уже через 4 недели выполняемых беговых нагрузок масса надпочечников возросла с 7,93±0,42 мг до 8,77±0,13 мг, а к моменту окончания тренировочного цикла до 13,05±0,50 мг.
Содержание тестостерона. В соответствии с полученными данными, уровень тестостерона на начало эксперимента соответствовал 10,38±0,45 нмол/л, в процессе тренировок отмечалось понижение его концентрации в период интенсификации тренировочных нагрузок и повышение в дни уменьшения их объемов. Так, по окончании цикла интенсивных нагрузок уровень тестостерона понизился до 9,28±1,24 нмоль/л, в период активного отдыха концентрация гормона возросла вдвое. Таким образом, тренировки оказывают стимулирующее влияние на секреторную активность семенных желез.
Выполнение дозированной нагрузки сопровождалось снижением уровня гормона, но если у нетренированных животных концентрация гормона снижалась до 4,62±0,66 нмоль/л, то по окончании 9 недельного тренировочного цикла данное снижение было вдвое ниже и соответствовало 8,91±0,96 нмолъ/л (таблица 13).
Динамика массы семенников. В соответствии с данными, представленными в таблице 14, масса семенников у животных контрольной группы не претерпела достоверных изменений в течение 9 недель эксперимента.
Не отмечено достоверных изменений в массе желез и у животных выполнявших в течение 9 недель беговые нагрузки. Если на начало эксперимента масса желез в пересчете на 100 грамм массы тела составляла 0,97±0,04 г, то по истечению 9 недель тренировок - 1,06±0,05 г.
Содержание глюкозы. При мышечной деятельности углеводы являются основным источником энергии для работающих систем, а гипогликемия также как и гипокальциемия значительно снижает интенсивность мышечных сокращений. Поэтому процесс повышения работоспособности связан с увеличение запасов гликогена в печени и мышцах, а также с их экономным расходованием.
Определение степени токсичности экстракта корня солодки при разовом введении
Гипоксия - частый сопутствующий фактор при действии стресса и, независимо от ее генеза, вызывает ряд общих изменений. Это, прежде всего, снижение АТФ, КФ, глюкозы, гликогена, фосфолипидов, возрастание лактата и изменение активности ферментов, обеспечивающих поддержание энергетического статуса организма (А.С. Лосев и соавт., 1986; И.А. Иванов и соавт., 1986). Поэтому нормализация этих процессов является наиболее перспективным направлением фармакологической коррекции адаптации и одним из показателей адаптогенной ценности растительного препарата. Изучение анти-гипоксических свойств солодки осуществлялось по схеме, используемой для мышечных нагрузок, т.е. первоначально при однократном, затем при курсовом введении экстракта. При моделировании гипоксии использовали барокамеру для лабораторных животных, методика эксперимента описана в соответствующем разделе диссертации.
По степени устойчивости к гипоксии крыс можно разделить на три группы - с низкой, средней и высокой устойчивостью. Причем, процентное соотношение животных в группах мало зависит от их линии (Ю.Г.Бобков и савт.,1984). Поэтому, проведя предварительное тестирование, мы исключили из эксперимента животных с низкой и высокой устойчивостью к гипоксии.
Определение степени переносимости гипоксии у крыс при разовом введении экстракта корня солодки голой. В данном случае эксперимент был поставлен на 2-х группах животных - контрольная и экспериментальная. Животным экспериментальной группы через зонд вводили экстракт в указанном объеме за 30 минут до помещения в барокамеру. Давление в барокамере в течение каждых последующих 10 минут снижалось на 0,15 атмосфер. О степени адаптивного эффекта от приема солодки судили по продолжительности устойчивости животных к действию гипоксии. Согласно полученным данным (таблица 42), у контрольных животных острая гипоксия отмечалась при снижении давления до 0,55+0,01 атмосфер, что соответствовало 5000 метров над уровнем моря. Признаками острой гипоксии служило резкое учащение дыхания, синюшность (цианоз) конечностей и ушных раковин, появление судорог и потеря сознания.
У экспериментальных животных перечисленные признаки гипоксии отмечались при снижении давления до 0,49+0,02 атмосферы (6000 метров над уровнем моря). Адаптивный эффект экстракта солодки голой составил 20%, т.е. примерно такой же, как и при выполнении однократной мышечной нагрузки.
Полученные результаты являются дополнительным подтверждением, что солодка обладает адаптогенными свойствами. В частности, даже однократное введение экстракта повышает устойчивость организма к гипоксии.
Определение степени переносимости гипоксии у крыс при курсовом введении экстракта солодки. Формирование долговременной адаптации к гипоксии осуществлялось путем многократного пребывания в барокамере по схеме, описанной в разделе «Материалы и методы исследований».
Тренировка животных по разработанной схеме значительно повышала их устойчивость к гипоксии, причем степень устойчивости животных, получавших экстракт, оказалась наиболее высокой. Если у крыс контрольной группы признаки острой кислородной недостаточности появляются при снижении давления до 0,31 ±0,007 атмосфер, данной степени гипоксии организм подвергается на высоте 9000±116 метров над уровнем моря (таблица 43), то у животных, получавших экстракт и подвергавшихся тренировке гипоксией, признаки острого кислородного голодания регистрировались при снижении давления до 0,18±0,005 атмосфер, что соответствовало высоте 11000±83 метров над уровнем моря (Р 0,001).
В третьей группе животных, получавших солодку, но не проходивших тренировок в барокамере, также отмечено повышение устойчивости к гипоксии. В данном случае животные способны были выдерживать снижение атмосферного давления до 0,43±0,006 (7000±98 м). Полученные данные показывают, что выраженность антигипоксических свойств наиболее высока у крыс, прошедших тренировку в барокамере при ежедневном получении с питьем экстракта корня солодки: они выдерживали гипоксию при снижении давления в барокамере почти в 3 раза по сравнению с контролем, т.е. антиги-поксический эффект у этих животных возрос на 67%, если за 100% принять показатели контроля.
Тренировка без введения экстракта повысила данный показатель на 43,6%, а его курсовое введение в обычных условиях (без тренировки в барокамере) - на 21,8%. При этом разница в выраженности данного биологического эффекта экстракта корня солодки при однократном (10,9%) и курсовом его введении (21,8%) составляет около 11% относительно контроля при высокодостоверном значении (Р3 0,01). Очевидно, что в условиях сочетанного воздействия тренировок в барокамере и получения экстракта в течение 28 дней, степень его антигипоксических свойств возрастает. Последнее обстоятельство подкрепляет правомерность отнесения солодки к классу адаптоге-нов, для которых характерным является проявление своего биологического эффекта в условиях измененного функционального состояния организма (в нашем случае — многократное пребывание в барокамере) и значительно меньшую его выраженность в условиях относительного покоя или несущественных отклонений биологических констант. Таким образом, результаты исследования особенностей адаптации животных к мышечным нагрузкам и гипоксии позволяют отнести солодку голую к группе адаптогенов. В целях изучения механизмов действия изучаемого фитопрепарата и выявления систем, являющихся точкой его приложения производили гистологический анализ мышечной ткани и биохимический анализ крови животных в условиях продолжительного выполнения мышечных нагрузок.
Согласно данным литературы, положительный эффект при приеме адаптогенов растительного происхождения во многом связан с их влиянием на пластические и энергетические процессы в работающих системах организма. Возможно, что БАВ солодки повышают адаптивные возможности организма, усиливая протекание пластических процессов и улучшая энергетическое обеспечение тканей.
