ВЛИЯНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ПРИЕМА АМИНОКИСЛОТ НА АДАПТАЦИЮ СОСУДИСТОГО РУСЛА МЕЖМЫШЕЧНОЙ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Полный текст

Для сохранения работоспособности мышц во время физической нагрузки необходим приток кислорода, являющийся обязательным условием для биологического окисления и синтеза АТФ, обеспечивающего потребность организма в энергии [1]. При выполнении длительных нагрузок аэробной направленности, когда резервы фосфогенной и лак-татной систем энергообеспечения - креатин фосфат и гликоген - уже истощены, наблюдается переход к аэробной системе энергообеспечения. В связи с увеличенной потребностью мышц в кислороде развиваются краткосрочные адаптивные реакции, включающие увеличение частоты сердечных сокращений, сердечного выброса, внутрисосудистого давления, что позволяет увеличить приток крови к мышцам. Долгосрочные адаптивные процессы развиваются при повторяющейся и увеличивающейся со временем физической нагрузке и проявляются в ангиогенезе, изменении реологических свойств крови и эритроцитов с течением времени [2, 3]. Известно, что фотобиомодуляция способствует увеличению экспрессии ростовых факторов, в частности, фактора роста эндотелия [4], а также адаптации и регенерации скелетных мышц [5]. Аминокислоты с разветвленной боковой цепью (BCAA) способствуют восстановлению скелетной мышечной ткани после физических нагрузок [6]. Однако влияние BCAA в сочетании с действием фотобиомодуляции на перестройку сосудистого русла мышц при тренировках плаванием не исследовалось ранее. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Анализ влияния лазерного облучения и аминокислот с разветвленной боковой цепью (BCAA) на перестройку сосудистого компонента m. Bicepsfemoris при систематичных тренировках плаванием. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование выполнено на 25 крысах-самцах (сток Wistar) на этапе онтогенеза от 4 до 7 месяцев, с массой тела от 310 до 390 г. Содержание и обращение с животными в эксперименте осуществлялись согласно приказу Минздрава РФ от 01.04.2016 № 199Н «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики». Животные были разделены на 5 групп по 5 особей: 1-я группа - интактный контроль, 2-я группа - динамический контроль (тренировки принудительным плаванием), 3-я группа - тренировки и прием BCAA, 4-я группа - тренировки и лазерное инфракрасное воздействие на мышцы бедра (970 нм, 1 Вт, 60 с), 5-я группа - тренировки и прием ВСАА, комбинированный с лазерным инфракрасным излучением. Модель тренировки соответствовала принципу благоприятного влияния нагрузки, чередуя тренировочное время с достаточным отдыхом. Тренировочный процесс моделировался путем погружения животных в емкость с водой диаметром 60 см, высотой 85 см, емкостью 200 л. Во избежание опоры во время плавания глубина от поверхности воды составляла 50-55 см. Тренировки проводились 3 раза в неделю, с увеличением времени плавания каждую неделю на 5 минут, в первую неделю время плавания составляло 30 минут, на последней неделе время плавания составляло 55 минут. Пищевую добавку BCAA животные получали вместе с питьевой водой. На поилку объемом 500 мл добавляли 2 г смеси (содержание на 1 г - L-лейцин - 0,46 г, L-валин и L-изолейцин по 0,22 г). В день каждое животное потребляло (27,00 ± 1,02) мл жидкости, что в пересчете на BCAA эквивалентно 0,049 г L-лейцина и по 0,024 г L-валина и L-изолейцина. Питьевую смесь ежедневно заменяли на свежую. Лазерное воздействие производилось каждый раз после тренировки в течение 1 минуты на каждую заднюю конечность, сканирующими движениями в области бедра, с захватом соответствующих мышц (двуглавой мышцы бедра, полусухожильной мышцы) задних конечностей. Фотомодуляцию осуществляли с помощью лазерного аппарата «ИРЭ Полюс» (Россия), мощностью 1 Вт, длиной волны 970 нм, в непрерывном режиме. Излучение подавалось через моноволо-конный кварцевый световод с диаметром светонесущей жилы 0,4 мм. Обработку таргетной поверхности производили с расстояния 5 мм сканирующими движениями со скоростью продвижения 5 мм/с. Опыт проводился 6 недель, на следующий день после окончания эксперимента производилось выведение животных с забором m. bicepsfemoris. Для оценки морфофункционального состояния скелетной мышечной ткани препараты фиксировали 10%-м нейтральным забуференным формалином. После стандартной гистологической проводки, приготовления парафиновых блоков срезы окрашивались гематоксилин-эозином. Гистологические препараты изучали на микроскопе LEICA DMRXA (Германия), с помощью цифровой видеокамеры LEICA DFC 290 (Ге рмания), сопряженной с ПК. Получившиеся изображения микропрепаратов в формате графических файлов *.TIFF в цветовом пространстве RGB, использовали в качестве объектов для морфометрических исследований. Для морфометрических исследований использовали лицензионную версию программы анализа изображений ImageScope М (Россия). Статистическая обработка данных проводилась с помощью лицензионного пакета прикладных программ: Excel 2020 и PAST версии 4.03. При обработке полученных данных использовались методы вариационной статистики. Для оценки достоверности различий между группами использовали непараметрический метод Манна - Уитни. Данные представлены в виде среднего арифметического значения и его ошибки (М ± м). Статистически значимыми считали различия р ^ 0,05. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Полученные в ходе эксперимента данные свидетельствуют о достоверном увеличении площади JOURNAL OF VOLGOGRAD STATE I MEDICAL UNIVERSITY сосудистого русла межмышечной соединительной ткани в опытных группах по сравнению с группой интактного контроля. Это указывает на идущий процесс адаптации к увеличивающейся потребности скелетных мышц в кислороде, при еженедельно увеличивающейся продолжительности тренировочного процесса плаванием. В группе тренировок с применением аминокислот (3-я группа), помимо площади сосудистого компонента, увеличивалась толщина сосудистой стенки и площадь просвета артерий по сравнению с интакт-ными животными, что отражало адаптацию артериальных сосудов к росту гемодинамических нагрузок при тренировках на фоне интенсивного роста мышечной ткани [6, 7, 8]. Характеристика компонентов сосудистого русла межмышечной соединительной ткани Показатели Интактные крысы (1) Физическая нагрузка динамический контроль (2) BCAA (3) лазерное облучение (4) лазерное облучение + BCAA (5) Относительная площадь сосудистого русла, % 0,0200 ± 0,0011 0,0220 ± 0,0013 0,0280 ± 0,0026#*л 0,0290 ± 0,0022#*Л 0,0340 ± 0,0037#* Толщина сосудистой стенки, мкм артериолы 13,76 ± 0,51 14,22 ± 0,82 14,48 ± 0,65# 14,45 ± 0,75# 15,11 ± 0,71#* венулы 10,02 ± 0,39 9,98 ± 0,56 10,47 ± 0,42 9,80 ± 0,53 9,60 ± 0,37 Площадь просвета сосуда, мкм2 артериолы 230,17± 8,03 252,17 ± 20,03 263,00 ± 19,58# 243,33 ± 8,34 247,17 ± 13,97 венулы 431,5 ± 30,2 439,00 ± 26,27 448,50 ± 24,65 427,50 ± 17,67 421,50 ± 27,32 #р < 0,05 при сравнении опытной группы с интактной группой. *р < 0,05 при сравнении с группой динамического контроля. лр < 0,05 при сравнении 3-й и 4-й групп с 5-й группой. В группе использования инфракрасного лазерного излучения также было обнаружено увеличение площади сосудистого русла (относительно групп интактного и динамического контроля) и толщины стенки артериол (по сравнению с интактными животными), однако достоверных различий в площади просвета артериол не было обнаружено. Очевидно, рост толщины стенки артерий является отражением стимуляции ангиогенеза под влиянием лазерного излучения, а увеличение площади сосудистого русла напрямую связано с синтезом и выделением клетками регуляторов сосудистого тонуса, так как известно, что лазерное воздействие является стимулятором микроциркуляции в тканях [4, 5]. В экспериментальной группе с сочетанным действием инфракрасного лазерного облучения и BCAA увеличение относительной площади сосудистого русла, а также толщины сосудистой стенки артериол относительно показателей групп интактного и динами -ческого контроля имело достоверный характер. Также относительная площадь сосудистого русла имеет достоверные различия с группами изолированного воздействия аминокислот либо лазера, отражая синергическую природу регенеративного влияния сочетания приема аминокислот и лазерного облучения на процесс адаптации скелетных мышц к физической нагрузке. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Инфракрасное лазерное воздействие и прием аминокислот с разветвленной боковой цепью при тренировках плаванием способствуют адаптивной перестройке сосудистого компонента соединительной ткани скелетных мышц, что проявляется в увеличении показателя относительной площади сосудистого русла и толщины сосудистой стенки артериол.

Об авторах

Ростислав Винерович Галлямутдинов

Многопрофильный центр лазерной медицины

Email: rkenpachi@bk.ru
научный сотрудник Челябинск, Россия

Елена Станиславовна Головнева

Южно-Уральский государственный медицинский университет

Email: main@cgilh.chel.su
доктор медицинских наук, доцент, профессор кафедры нормальной физиологии Челябинск, Россия

Геннадий Васильевич Брюхин

Южно-Уральский государственный медицинский университет

Email: gist_chelsma@mail.ru
доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гистологии, эмбриологии и цитологии Челябинск, Россия

Список литературы

Дополнительные файлы