ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ АДАПТОГЕНОВ НА ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНЫЙ БАЛАНС В МЕМБРАНАХ ЭРИТРОЦИТОВ СПОРТСМЕНОВ

Разнообразные метаболические сдвиги в организме спортсменов при интенсивных физических и психоэмоциональных нагрузках, существенное влияние токсических факторов экологического состояния окружающей среды [1] являются причиной того, что проблема поиска потенциальных средств защиты организма спортсменов становится все актуальнее [2]. Для спортсменов, специализирующихся в тяжелой атлетике, кроме того, особенно важным является обеспечение в полной мере адаптационного и антиоксидантного потенциала для ускорения проведения нервно-мышечного импульса [3]. Однако исследования тонких механизмов влияния препаратов с адаптогенным действием, не имеющих токсичного влияния на организм, с целью поддержки физической работоспособности у тяжелоатлетов практически не проводились.

Исследование было выполнено в рамках НИР 2.47 «Скрининг методов биологического воздействия, обладающих позитивным действием при нарушениях метаболизма, обусловленных интенсивными физическими нагрузками» (номер государственной регистрации

0105U001391) Сводного плана научных работ в сфере физической культуры и спорта на 2006 – 2010 гг. Министерства молодежи и спорта Украины.

Среди веществ, способных в таком плане защитить организм спортсменов и поддержать работоспособность, значительное место

занимают антиоксиданты (АО). Это обусловлено тем, что они являются одним из первичных звеньев запуска детоксикационных процессов, нормализуют иммунодефицит и многогранные нарушения обмена веществ и, прежде всего, тормозят перекисное окисление липидов (ПОЛ). К числу фармакологических средств с АО-действием принадлежат и адаптогены [4].

К сожалению, использование синтетических АО имеет ряд побочных эффектов и противопоказаний [5]. Потому все чаще для поддержания физической работоспособности, ускорения процессов восстановления у спортсменов применяются природные, в частности растительные, субстанции, которые проявляют значительную эргогенную и адаптационную активность и не имеют побочного действия [6].

Установлено, что большинство плодово-ягодных растений являются потенциальными источниками биологически активных веществ, тормозящих накопление свободных радикалов и токсических продуктов метаболизма в организме, способствуют повышению его адаптационного потенциала и неспецифической резистентности, то есть имеют широкий спектр фармакологического влияния [7]. В связи с тем, что силовая работа влияет на состояние сердечно-сосудистой системы спортсменов, деятельность которой в значительной мере зависит от метаболической регуляции, в частности сбалансированности окислительных и антиоксидантных процессов [8], применение лекарственных средств данной направленности является полностью обоснованным для тяжелоатлетов.

Именно такое антиоксидантное и адаптационное действие имеют растительные Р-витаминные соединения флавоноидной природы, каротиноиды, токоферолы, пектины, витамины разных классов и т. п. [9]. Это может быть основой для применения АО-фитопрепаратов с целью нормализации гомеостаза не только при воздействии различных физиологических и патологических факторов, но и в качестве эргогенных средств при интенсивных физических нагрузках на этапах подготовки тяжелоатлетов [10]. Поскольку интенсивные силовые тренировки существенно увеличивают количество свободных радикалов в крови и тканях [11], включение антиоксидантов в фармакологическое обеспечение процесса подготовки тяжелоатлетов может уменьшить болевые ощущения в мышцах и способствовать снижению уровня общей токсичности, являющейся следствием накопления продуктов, которые возникают при интенсивных нагрузках [12], что логично влечет за собой повышение работоспособности.

Анализ литературы и проведенные предыдущие скрининговые исследования [13; 14] позволили выделить, в первую очередь, элеутерококк колючий (Eleutherococcus senticosus (Ruper. et Maxim.)

Maxim.) и лимонник китайский (Schizandra chinensis (Turcz.) Baill.),

составные части которых не содержали запрещенных в спорте веществ.

Целью исследований явилось экспериментальное изучение антиоксидантных свойств этих растений в модельных исследованиях с мембранами эритроцитов тяжелоатлетов.

Экстракты растительных адаптогенов были пронумерованы следующим образом: элеутерококк колючий  № 1, лимонник китайский  № 2. В них определяли содержание биологически активных веществ, как потенциальными источниками биологически активных веществ, тормозящих накопление свободных радикалов и токсических продуктов метаболизма в организме, способствуют повышению его адаптационного потенциала и неспецифической резистентности, то есть имеют широкий спектр фармакологического влияния [7]. В связи с тем, что силовая работа влияет на состояние сердечно-сосудистой системы спортсменов, деятельность которой в значительной мере зависит от метаболической регуляции, в частности сбалансированности окислительных и антиоксидантных процессов [8], применение лекарственных средств данной направленности является полностью обоснованным для тяжелоатлетов.

Именно такое антиоксидантное и адаптационное действие имеют растительные Р-витаминные соединения флавоноидной природы, каротиноиды, токоферолы, пектины, витамины разных классов и т. п. [9]. Это может быть основой для применения АО-фитопрепаратов с целью нормализации гомеостаза не только при воздействии различных физиологических и патологических факторов, но и в качестве эргогенных средств при интенсивных физических нагрузках на этапах подготовки тяжелоатлетов [10]. Поскольку интенсивные силовые тренировки существенно увеличивают количество свободных радикалов в крови и тканях [11], включение антиоксидантов в фармакологическое обеспечение процесса подготовки тяжелоатлетов может уменьшить болевые ощущения в мышцах и способствовать снижению уровня общей токсичности, являющейся следствием накопления продуктов, которые возникают при интенсивных нагрузках [12], что логично влечет за собой повышение работоспособности.

Анализ литературы и проведенные предыдущие скрининговые исследования [13; 14] позволили выделить, в первую очередь, элеутерококк колючий (Eleutherococcus senticosus (Ruper. et Maxim.)

Maxim.) и лимонник китайский (Schizandra chinensis (Turcz.) Baill.),

составные части которых не содержали запрещенных в спорте веществ.

Целью исследований явилось экспериментальное изучение антиоксидантных свойств этих растений в модельных исследованиях с мембранами эритроцитов тяжелоатлетов.

Экстракты растительных адаптогенов были пронумерованы следующим образом: элеутерококк колючий  № 1, лимонник китайский  № 2. В них определяли содержание биологически активных веществ, как описано в работе [9], а затем использовали для исследований, которые проводили у 12 спортсменов (мужчины в возрасте от 18 до 22 лет). Антиоксидантную активность экстрактов из растительного сырья исследовали в модельной системе с использованием выделенных из венозной крови мембран эритроцитов, которые являются общепринятым отображением состояния общего пула клеточных мембран организма [15]. В 2-х основных группах, пронумерованных в соответствии с номером использованного растения, фитоэкстракты добавляли к цельной крови спортсменов со стабилизатором (3,8 % раствор натрия цитрата) в соотношении 1:20, инкубировали в течение

60 мин, центрифугировали 15 мин при 3 тыс. об.  мин-1. В контрольной группе к цельной крови спортсменов добавляли изотонический раствор

натрия хлорида в таком же соотношении. Из полученного супернатанта затем выделяли мембраны эритроцитов [16]. В контрольной группе (без добавления фитоэкстрактов) было проведено 5 исследований

с эритроцитами спортсменов, в основных группах  по 7.

Прооксидантно-антиоксидантный баланс (ПАБ) в эритроцитарных мембранах в контроле и после инкубации с растительными экстрактами был охарактеризован, во-первых, по изменениям активности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в мембране в соответствии с накоплением одного из промужуточных продуктов – малонового диальдегида (МДА); во-вторых, по степени влияния фитоэкстрактов на антиоксидантную защиту, выраженность

которой определяли по изменению содержания восстановленного глутатиона (ВГл) [17]. Результирующую окислительных и антиоксидантных процессов в клеточной мембране рассчитывали как отношение содержания МДА к ВГл и обозначали как прооксидантно — антиоксидантный коэффициент (Кпа) [17].

Полученные данные статистически обрабатывали с помощью лицензионной компьютерной программы «GraphPadInStat» (США); достоверность различий определяли с использованием непараметрических критериев.

В процессе исследований было у#61620; 106 эр.

ВГл, 10-12 ммоль  эр.-1

Кпа

Контрольная

(n = 5)

3,52  0,09

1,770,10

1,8

Основные:

№ 1 (n = 7)

3,06 ± 0,07#

4,53 ± 0,09#

0,67

№ 2 (n = 7)

2,87  0,13#

4,94 ± 0,10#

0,58

#  изменения достоверны сравнительно с данными контрольной группы (p < 0,05)

Приблизительно такая же направленность изменений в показателях обоих звеньев ПАБ наблюдается и после применения экстракта № 2  из плодов лимонника китайского. Об однотипной направленности сдвигов свидетельствуют и величины результирующего показателя изменений ПАБ  Кпа, однако их выраженность различается: для лимонника характерен более значительный антиоксидантный эффект (табл. 1), поскольку изучаемый показатель снижается по сравнению с контролем более существенно – до 0,58.

Таким образом, экстракты растений, которые были исследованы в модельной системе на предмет наличия антиоксидантного влияния, имеют выраженное действие на ПАБ в мембранах клеток организма спортсменов.

системе с использованием мембран эритроцитов спортсменов, специализирующихся в тяжелой атлетике, свидетельствуют о наличии антиоксидантных свойств у экстрактов обоих исследованных растений; кроме того, лимонник и элеутерококк обладают также способностью тормозить процессы липопереокисления в мембранных структурах. Это создает предпосылки для обоснованного использования лекарственных средств на основе лимонника и элеутерококка в спортивной фармакологии.

Выражаю благодарность Н. И. Джуренко, к. б. н., старшему научному сотруднику лаборатории медицинской ботаники Национального ботанического сада АН Украины им. Н. Н. Гришко за помощь в подготовке экстрактов лекарственных растений.

Список использованной литературы

1. Increase in immune activation, vascular endothelial growth factor

and erythropoietin after an ultramarathon run at moderate altitude / W. Schobersberger, P. Hobisch-Hagen, D. Fries et al. // Immunobiology. 

2000.  Vol. 201, No. 5.  P. 611  620. 2. Уилмор Дж. Н. Физиология спорта и двигательной активности / Дж. Н. Уилмор, Д. Л. Костилл. 

Киев : Олимп. лит., 1996.  432 с. 3. Кулиненков О. С.

Фармакологическая помощь спортсмену / О. С. Кулиненков.  М. : Сов. спорт, 2006. 239 с. 4. Платонов В. Н. Допинг в спорте и проблемы фармакологического обепечения подготовки спортсменов / В. Н. Платонов, С. А. Олейник, Л. М. Гунина. – М. : Сов. спорт, 2010. –

306 с. 5. Машковский М. Д. Лекарственные средства / М. Д. Машковский.  М. : Нов. волна, 2006.  1206 с. 6. Лекарства и БАД в спорте. Практическое руководство для спортивных врачей, тренеров и спортсменов / под общ. ред. Р. Д. Сейфуллы, З. Г. Орджоникидзе.  М. : Литтерра, 2003.  311 с. 7. Huang Y. The protective effects of total flavonoids from Lycium Barbarum L. on lipid peroxidation of liver mitochondria and red blood cell in rats (Resume in English) / Y. Huang, J. Lu, Y. Shen // Wei Sheng Yan Jiu.  1999.  Vol. 28, No. 2.  P. 115  116. 8. Гунина Л. М. Фармакологические препараты и биологически активные добавки в практике подготовки спортсменов / Л. М. Гунина // Наука в олипийском спорте. – 2007. – № 3 (Спецвып.). – С. 134 – 141. 9. Фитоэргономика / В. А. Иванченко, А. М. Гродзинский, Т. М. Черевченко и др.  Киев : Науч. мысль, 1989. 

296 с. 10. Головко Э. Биологически активные вещества высших

растений / Э. Головко, Л. Ахов, О. Дзюба // Олимпийский спорт и спорт для всех: проблемы здоровья, рекреации, спортивной медицины и реабилитации : тези доп. IV Міжнар. наук. конгрессу. – К., 2000.  С. 182. 11. Barrios C. Metabolic muscle damage and oxidative stress markers

2011. – Vol. 111, No. 7. – Р. 1341 – 1350. 12. Repeated bouts of aerobic exercise lead to reductions in skeletal muscle free radical generation and nuclear factor kappaB activation / S. V. Brooks, A. Vasilaki, L. M. Larkin et al. // J. Physiol. – 2008. – Vol. 586, No. 16. – Р. 3979 – 3990. 13. Скринінг рослин з антиоксидантною та геномопротекторною активністю / Н. І. Джуренко, О. П. Паламарчук, Л. М. Гуніна та співавт. // Доп. Національної Академії наук України.  2007.  № 1.  С. 106  109.

14. Николаевский В. В. Антиоксидантные свойства биологически

активных веществ растительного происхождения / В. В. Николаевский, И. К. Иванов // Актуальные вопросы курортной терапии. – Пятигорск,

1985. – С. 51 – 53. 15. Крылов В. Н. Типовые изменения электрофоретической подвижности эритроцитов при стрессовых воздействиях / В. Н. Крылов, А. В. Дерюгина // Бюл. экспер. биол. и мед.  2005.  Т. 139.  С. 364  366. 16. Гуніна Л. М. Вплив сукцинату натрію на еритроцити за окисного стресу при інтенсивних фізичних навантаженнях / Л. М. Гуніна // Фізіол. журн. – 2011. – Т. 56, № 6. – С. 71 – 79. 17. Гуніна Л. М. Зміни показників крові та прооксидантно — антиоксидантного балансу в мембранах еритроцитів при інтенсивному фізичному навантаженні / Л. М. Гуніна, С. А. Олійник, С. В. Іванов // Мед. хімія.  2007.  Т. 9, № 1. &#6148итоэргономика / В. А. Иванченко, А. М. Гродзинский, Т. М. Черевченко и др.  Киев : Науч. мысль, 1989. 

296 с. 10. Головко Э. Биологически активные вещества высших

растений / Э. Головко, Л. Ахов, О. Дзюба // Олимпийский спорт и спорт для всех: проблемы здоровья, рекреации, спортивной медицины и реабилитации : тези доп. IV Міжнар. наук. конгрессу. – К., 2000.  С. 182. 11. Barrios C. Metabolic muscle damage and oxidative stress markers

2011. – Vol. 111, No. 7. – Р. 1341 – 1350. 12. Repeated bouts of aerobic exercise lead to reductions in skeletal muscle free radical generation and nuclear factor kappaB activation / S. V. Brooks, A. Vasilaki, L. M. Larkin et al. // J. Physiol. – 2008. – Vol. 586, No. 16. – Р. 3979 – 3990. 13. Скринінг рослин з антиоксидантною та геномопротекторною активністю / Н. І. Джуренко, О. П. Паламарчук, Л. М. Гуніна та співавт. // Доп. Національної Академії наук України.  2007.  № 1.  С. 106  109.

14. Николаевский В. В. Антиоксидантные свойства биологически

активных веществ растительного происхождения / В. В. Николаевский, И. К. Иванов // Актуальные вопросы курортной терапии. – Пятигорск,

1985. – С. 51 – 53. 15. Крылов В. Н. Типовые изменения электрофоретической подвижности эритроцитов при стрессовых воздействиях / В. Н. Крылов, А. В. Дерюгина // Бюл. экспер. биол. и мед.  2005.  Т. 139.  С. 364  366. 16. Гуніна Л. М. Вплив сукцинату натрію на еритроцити за окисного стресу при інтенсивних фізичних навантаженнях / Л. М. Гуніна // Фізіол. журн. – 2011. – Т. 56, № 6. – С. 71 – 79. 17. Гуніна Л. М. Зміни показників крові та прооксидантно — антиоксидантного балансу в мембранах еритроцитів при інтенсивному фізичному навантаженні / Л. М. Гуніна, С. А. Олійник, С. В. Іванов // Мед. хімія.  2007.  Т. 9, № 1. &#6148 membranes sportsmen at physical activities had based, first of all, on activation of processes of antioxidant defence, that can be one of basic mechanisms of adaptogenic action of these medical plants.

Key words: physical loads, plant adaptogens, antioxidant influence, erythrocyte membrane.

Стаття надійшла до редакції 21.11.2012 р. Прийнято до друку 29.03.2013 р.

Рецензент – д. б. н., професор С. М. Федченко.

Материал взят из: Вісник Луганського національного університету імені Тараса Шевченка. Біологічні науки. № 6 (265)