STUDY OF VASODILATOR FUNCTION IN CONDITIONS OF EXTREME PHYSICAL AND PSYCHO-EMOTIONAL STRESS
- Authors: Voronkov A.V1, Muravieva N.A1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 10, No 3 (2013)
- Pages: 100-102
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/1994-9480/article/view/118556
- ID: 118556
Cite item
Full Text
Abstract
Endothelial dysfunction can be considered one of the key elements of the pathogenesis of pathological conditions associated with extreme physical overloads. NO-producing endothelial function is most vulnerable. The experiment revealed that intense physical loads lead to a decrease in efficiency in animals, deterioration of endothelial vasodilator function of endothelium in the modification of the synthesis and release of endogenous nitric oxide.
Full Text
В настоящее время наблюдается популяризация спорта, как массового, так и спорта высоких достижений. Несомненно, что регулярные занятия физической культурой способствуют профилактике различных заболеваний, оказывают тонизирующее и общеукрепляющее действие на организм человека [1]. Однако следует отметить, что спорт высоких достижений связан с интенсивными физическими и эмоциональными нагрузками, которые сопряжены со значительными изменениями в различных функциональных системах организма. Доказано, что чрезмерная мышечная деятельность и психоэмоциональные стрессы, которым подвержены спортсмены, приводят к истощению и дисфункции компенсаторно-приспособительных механизмов, что и формирует состояние острого физического перенапряжения и увеличивает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний [4]. Эндотелиальная дисфункция - патологический процесс, в основе которого лежит нарушение вазодилатирующей, антитромботической, антипролиферативной и противовоспалительной функции эндотелия [9]. Основным модулятором этих функций является оксид азота (NO). Вазопротекторные функции NO заключаются в торможении синтеза и высвобождения вазоактивных медиаторов (эндотелина I, тромбоксана А2, эндопероксидов и др.), подавлении адгезии моноцитов и тромбоцитов к сосудистой стенке. Кроме того, NO ингибирует экспрессию провоспалительных генов сосудистой стенки, в ча стности транскрипционного фактора NFkB, участвует в процессах проницаемости и пролиферации клеточной стенки. Однако именно NO-продуцирующая функция эндотелия оказывается наиболее уязвимой при различных патологических состояниях, в первую очередь, вследствие нестабильности самой молекулы NO. Патогенез развития эндотелиальной дисфункции, ассоциированной с экстремальным физическим и психоэмоциональным напряжением, многогранен и многокомпонентен. Можно предполагать, что первостепенную роль в формировании эндотелиальной дисфункции, нарушении эндотелийзависимой вазодилатации играет активация симпатоадреналовой системы. Повышенная выработка стрессорных гормонов (адреналина, норадрена-лина) приводит к резкой вазоконстрикции, в первую очередь, сосудов почек, что приводит к усилению выработки ренина и активации ренинангиотензинальдос-тероновой системы (РААС). Высокая концентрация ангиотензина II способствует возникновению окислительного стресса, так как он увеличивает активность НАД- и НАДФ-зависимой оксидазы и способствует превращанию оксида азота в пероксинит-рит, окислитель ЛПНП, уменьшает синтез NO, разрушая брадикинин, сильный стимулятор образования NO [7]. Кроме того, в экстремальных условиях физического перенапряжения отмечается дисбаланс про- и антиоксидантной систем (АОС). 100 Выпуск 3 (47). 2013 Инициация свободно-радикальных процессов в результате чрезмерных нагрузок и действия прооксидантов ведет к образованию гидроперекисей, токсических продуктов, нарушению функциональной лабильности клеточных мембран и биоэнергетических механизмов. Дисбаланс между интенсивностью оксидативного стресса и активностью АОС существенно дополняет патологический каскад повреждения мембран клеток, в том числе эндотелиоцитов. Таким образом, снижение ресурсов АОЗ и усиление оксидативного стресса являются одним из ведущих механизмов формирования ЭД, в том числе вазодилатирующей функции эндотелия [6]. Существенно и то, что возникающие в процессе интенсивных тренировок патологические процессы сопровождаются энергетическими и метаболическими изменениями. При истощающих физических нагрузках наблюдается интенсификация протеинового, липидного и углеводного обменов [5], в результате этого происходит истощение энергетических запасов и накопление продуктов обмена (лактата, мочевины и др.), лимитирующих работоспособность. Развивается ацидоз и тканевая гипоксия -универсальные патогенетические механизмы, лежащие в основе развития ЭД различного генеза [8]. Резюмируя вышесказанное, целесообразно предположить, что одним из этиологических факторов развития патологических состояний, ассоциированных с интенсивными физическими и психоэмоциональными нагрузками, является развитие эндотелиальной дисфункции, проявляющейся в нарушении синтеза и выделения эндогенного NO и, как следствие, в нарушении основных функций эндотелия, в первую очередь эндо-телийзависимой вазодилатации. ЦЕЛЬ РАБОТЫ 1. Изучение влияния интенсивной физической нагрузки на работоспособность животных. 2. Оценка вазодилатирующей функции эндотелия при модификации синтеза и выделения эндогенного NO после моделирования интенсивной физической нагрузки. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Эксперимент выполнен на 54 крысах-самцах линии Вистар массой 220-250 г, разделенных на 2 группы: первую (интактную) составили животные, не подвергавшиеся интенсивной физической нагрузке (n = 42, по 6 крыс в день); вторую (контрольную) - животные, подвергавшиеся интенсивной физической нагрузке (n = 12). Интенсивную физическую нагрузку моделировали плаванием животных с грузом, равным 5 % от массы тела животного на протяжении 7 дней [3]. На заключительном этапе эксперимента осуществлялось тестирование эндотелиальной функции путем регистрации кровотока в сосудах мозга, с помощью ультразвукового допплерографа, ММ-Д-К-Minimax Doppler v.1.9. (Санкт-Петербург, Россия), до и после внутривенного введения ацетилхолина (0,001 мг/кг), нитроглицерина (0,007 мг/кг), L-аргинина (100 мг/кг), нитро^-аргинина (10 мг/кг) [10]. Статистическая обработка данных производилась с помощью пакетов программ Microsoft Office Excel. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Животные интактной группы показали схожие результаты продолжительности плавания на протяжении семи дней эксперимента, что составило (8 ± 1,4) мин. Тогда как у животных, подвергавшихся физической нагрузке, на второй день эксперимента наблюдалось увеличение продолжительности плавания до (12,7 ± 2,1) мин, что было на 60 % больше исходного значения. На третий день у крыс контрольной группы наблюдалось снижение продолжительности плавания до (4 ± 0,6) мин, что в среднем на 46 % меньше по сравнению с исходными данными и с аналогичным показателем у интакт-ных животных. С четвертого дня эксперимента наблюдается увеличение времени плавания, однако к седьмому дню эксперимента не было достигнуто исходного уровня работоспособности, продолжительность плавания составила (5,6 ± 0,95) мин, что соответствует лишь 70 % от первоначального значения и аналогичного значения у интактных животных (рис. 1). 16 1- 14--Г О -I-1-1-1-1-1-1- 1 2 3 4 5 6 7 Дни плавания Примечание. И - интактные животные; ФН - животные, подвергавшие интенсивной физической нагрузке, не получавшие веществ; *достоверно по отношению к исходному значению (р < 0,05); #достоверно по отношению к значению интактной группы (р < 0,05). Рис. 1. Динамика времени плавания животных на протяжении эксперимента При проведении допплерографии (рис. 2) исходная скорость кровотока в теменной области у крыс контрольной группы составила (14,54 ± 0,35) ус. ед. Введение ацетилхолина контрольным животным вызывало достоверное (р < 0,05) повышение скорости кровотока на 18,9 % от исходного уровня, что было значительно ниже прироста скорости церебрального кровотока в ответ на введение ацетилхолина у интактных крыс, у которых прирост скорости кровотока составил 41,7 %. Введение L-аргинина усиливало церебральный кро Выпуск 3 (47). 2013 101 воток на 29,7 % у контрольных животных, а у интакт-ных - на 12,6 %, что свидетельствует в пользу теории «L-аргининового парадокса» [2]. После введения нитро^-аргинина контрольным животным отмечалось падение кровотока в теменной области на 16,5 %, что было в 1,74 раза меньше, чем у группы интактных крыс, у которых скорость кровотока снизилась на 28,71 %. При введении нитроглицерина у обеих групп экспериментальных животных отмечается увеличение кровотока в среднем на 54,9 %. Примечание. АЦХ - введение ацетилхолина; НТГ - введение нитроглицерина; N-L-arg - введение нитро-1_-аргинина; L-arg - введение L-аргинина; достоверность различий по сравнению с интактным животным: *p < 0,05; **p < 0,01. Рис. 2. Изменения церебрального кровотока у животных, подвергавшихся интенсивной физической нагрузке, при модификации выделения и синтеза эндогенного оксида азота ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Экспериментально смоделированная семидневная физическая нагрузка приводит к снижению работоспособности животных, что выражается в уменьшении продолжительности плавания в 1,5 раза по сравнению с исходными показателями. 2. Семидневная физическая нагрузка приводит к снижению вазодилатирующей функции эндотелия при модификации синтеза и выделения эндогенного оксида азота.×
References
- Бушенёва И. С., Ерёмин И. В. // В мире научных открытий. - 2010. - 6-3. - С. 313-316.
- Воронков А. В, Робертус А. И., Тюренков И. Н. // Региональное кровообращение и микроциркуляция. - 2008. - № 3. - С. 54-57.
- Воронков А.В. и др. // Научные ведомости Белгородского государственного университета. - 2012. -№ 22 (141). - Вып. 20/3. - С. 88-94.
- Воронков А. В., Тюренков И. Н. // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. - 2011. - № 4. - С. 3-9.
- Еликов А. В., Цапок П. И. // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2010. - № 2. -С. 27-30.
- Корнякова В. В., Конвай В. Д., Фомина Е. В. // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 1. - С. 47-51.
- Лупинская З. А. // Вестник КРСУ. - 2003. - № 7.
- Марков Х. М. // Кардиология. - 2005. - № 12. -С. 62-67.
- Попова А. А. и др. // Сибирское медицинское обозрение. - 2010. - Т. 64, № 4. - С. 7-11.
- Тюренков И. Н., Воронков А. В. // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2008. - № 1. -С. 49-51.