Биохимические аспекты применения антиоксидантных средств в практике спорта

ВЫВОДЫ

1. Основной чертой рассматриваемой возрастной популяции (35-45) лет является низкий процент лиц занимающихся различными видами оздоровительной физической культуры. Меньше трети женщин в возрасте 35-45 лет приобщены к занятиям массовой физической культурой. Основными причинами, мешающими приобщиться к оздоровительным занятия физической культурой, являются: отсутствие необходимой настойчивости преодолеть инерцию не участия (практически все женщины поставили на первое место), далее -отсутствие свободного времени, близко расположенных мест занятий, трудности с подбором удобного времени занятий.

2. В процессе опроса уже занимающихся оздоровительной физической культурой ( аэробика, волейбол) установлены как общие мотивы занятий, так и различия у занимающихся различными видами спортизированной рекреации. Женщины занимаются аэробикой преимущественно для того, чтобы лучше выглядеть, улучшить свой внешний вид, привести вес в норму, повысить уровень физических способностей. Иная иерархия мотивов у женщин, занимающихся игровыми видами оздоровительной физической культуры (волейболом). У этих женщин на первых ролях мотивы: желание эмоционально отдохнуть, сменить обстановку и вид времяпровождения, общение с подругами

БИОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ АНТИОКСИДАНТНЫХ СРЕДСТВ В ПРАКТИКЕ СПОРТА

Сергей Сергеевич Михайлов, доктор медицинских наук, профессор, Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург,

Аннотация

Дано биохимическое обоснование применению в спортивной практике экзогенных антиоксидантов и описано их влияние на перекисное окисление липидов.

Ключевые слова: перекисное окисление липидов (ПОЛ), антиоксиданты, ТБК-зависимые продукты, диеновые конъюгаты, основания Шиффа

BIOCHEMICAL ASPECTS OF APPLICATION OF ANTIOXIDANT PRODUCTS IN

SPORTING PRACTICE

Sergey Sergeevich Mikhailov, doctor of medical sciences, professor,

Lesgaft national state university of physical education, sport and health, St.-Petersburg

Abstract

Biochemical substantiation of application of exogenous antioxidantsin sporting practice is presented and their influence on lipoperoxidation is desribed.

Keywords: lipoperoxidation, antioxidants, TBA-products, diene conjugates, Shiffe-base.

ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия в спортивной практике все большее применение находят различные фармакологические средства, используемые для повышения общей и специальной работоспособности, для ускорения восстановительных процессов.

Необходимость использования лекарственных препаратов спортсменами обусловлена тем, что нагрузки в современном спорте, выполняемые все чаще на пределе физиологических возможностей, в сочетании с эмоциональными перегрузками и нервно-психическим напряжением нередко приводят к возникновению очень глубоких биохимических и функциональных сдвигов, вызывающих нарушения функций внутренних органов и резко снижающих работоспособность.

Применяемые в настоящее время лекарственные средства позволяют улучшить

биоэнергетику мышечной деятельности, предупредить или ограничить негативные сдвиги, возникающие в организме спортсмена во время тренировки или соревнования, облегчить их переносимость, ускорить анаболические процессы, лежащие в основе восстановления, укрепить иммунитет и повысить уровень адаптации организма к физическим и психическим нагрузкам [1,2].

В последнее время для предупреждения утомления и сохранения физической работоспособности в спортивной практике все чаще применяются антиоксиданты -различные экзогенные средства, способные повышать ёмкость антиоксидантной системы организма. Различные аспекты воздействия таких средств на организм спортсмена на молекулярном уровне в течение последних десятилетий подробно изучалось на кафедре биохимии НГУ им. П.Ф. Лесгафта. В данной статье представлено обобщение этих исследований.

На основании анализа многочисленных литературных источников и собственных экспериментов установлено, что физические нагрузки, свойственные современному спорту, приводят к чрезмерному образованию активных форм кислорода и значительному росту скорости свободнорадикального окисления. Так, практически любая спортивная работа протекает в условиях повышенного потребления кислорода, а пересыщение организма (или отдельных органов, или тканей) кислородом способствует появлению свободных радикалов кислорода и интенсификации перекисных процессов. В ациклических видах спорта (особенно в спортивных играх и единоборствах) характер мышечной деятельности резко и многократно меняется. Такие изменения сопровождаются несоответствием между продолжающимся повышенным поступлением кислорода и снижением его потребления митохондриями мышечных клеток. Подобное несоответствие вызывает относительную гипероксию в мышечной ткани, что, несомненно, приводит к еще большему образованию свободных радикалов и дальнейшему нарастанию их повреждающего воздействия на биомембраны. К повышению скорости свободнорадикального окисления также приводит ацидоз, возникающий у спортсменов вследствие накопления в миоцитах молочной кислоты. И, наконец, приближающиеся к пределу функциональных возможностей физические нагрузки современного спорта, его высокая мотивированность и эмоциональность позволяют выявить в деятельности спортсменов многие характерные черты стресса. А стресс и, в частности, стрессорные гормоны оказывают значительное влияние на развитие в организме свободнорадикального окисления [3]. В масштабе всего организма активация ПОЛ сказывается на возможностях аэробного энергопроизводства, на сократительных способностях мышц и, следовательно, на работоспособности спортсмена в целом. Все вышесказанное позволяет считать процессы свободнорадикального окисления и, в первую очередь, окисления липидов биологических мембран важнейшим дезадаптационным фактором, обусловливающим развитие утомления и снижение физической работоспособности.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Прямая оценка интенсивности процессов свободнорадикального окисления проводилась путем определения специфических продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) - ТБК-зависимых продуктов, диеновых конъюгатов и оснований Шиффа. С целью косвенной оценки скорости ПОЛ определяли содержание в моче белков - общего белка, миоглобина и низкомолекулярных полипептидов, экскреция которых существенно зависит от состояния клеточных мембран. Как уже указывалось, активация ПОЛ при выполнении физической работы оказывает повреждающее действие на мембраны, вызывая повышение их проницаемости. Для оценки работоспособности определяли экскрецию с мочой лактата и различные психофизиологические методики.

На начальных этапах работы была выявлена возможность использования мочи в качестве основного объекта исследований. Была обнаружена четкая корреляция между

изменениями биохимических показателей крови и мочи, вызванными физической работой, причем в моче наблюдался более высокий рост этих показателей. В качестве примера на рис. 1 приведены данные о влиянии велоэргометрической нагрузки в зоне большой мощности на показатели свободнорадикального окисления - диеновые конъюгаты, ТБК-зависимые продукты, шиффовы основания и уровень лактата в крови и в моче.

|___| - до нагрузки

после нагрузки

кровь моча кровь моча кровь моча кровь моча

Диеновые ТБК-зависимые Основания Лактат

конъюгаты продукты Шиффа

Рис.1. Изменение биохимических показателей крови и мочи под влиянием велоэрго -

метрической нагрузки

Как видно из рисунка, для всех исследованных показателей, кроме шиффовых оснований, значительно большие сдвиги под влиянием физической нагрузки обнаруживаются в моче. Например, уровень лактата в крови повысился немногим более, чем в 2 раза, в то время как в моче отмечается увеличение содержания лактата в 11 раз. Это различие может быть обусловлено тем, что в моче во время выполнения физических нагрузок происходит постепенное накопление (кумулирование) поступающих из крови химических соединений, приводящее после завершения работы к значительному повышению их содержания в моче.

Антиоксидантную активность оценивали по защитному эффекту, который исследуемые препараты проявляют по отношению к эритроцитам в условиях перекисно-го окисления, инициируемого добавкой Н2О2. С этой целью измеряли степень эритро-цитарного гемолиза, обусловленного перекисным окислением липидного слоя при добавлении перекиси водорода в присутствии изучаемого реагента и без него. Полученные данные сопоставляли с аналогичным протекторным действием естественного антиоксиданта организма - глутатиона, в присутствии которого (2,5 мкмоль/л) пере-кисная резистентность (величина, обратная степени гемолиза) возрастает по сравнению с резистентностью незащищенных мембран в 2,7 раза, и находили их относительную антиоксидантную активность [4]. На данную методику определения антиокси-дантной активности получен патент.

В качестве антиоксидантов исследованы следующие препараты:

1. Растительные многокомпонентные экстракты из продуктов пчеловодства: «Вента», «Валдай», «Рукитис». Эти препараты изготовлены с применением щадящей технологии, обеспечивающей сохранение ценных компонентов, имеет статус пищево-

го продукта и включает в свой состав различные микроэлементы, аминокислоты, витамины и прямые антиоксиданты.

2. Препараты биоженьшеня, обладающие как адаптогенным действием, так и антиоксидантными свойствами: «Вигопан», «Панаксел», «УНИПАН БЖ-13». Эти препараты были получены в Ленинградском химико-фармацевтическом институте с использованием биотехнологии культивирования клеток корня дикорастущего женьшеня. В 1989 году Фармакологический комитет Минздрава СССР разрешил применение препаратов биоженьшеня. Это разрешение предусматривает возможность использования биоженьшеня здоровыми людьми в профилактических целях, что послужило основанием для использования данного препарата в спортивной практике.

3. Тимол (2-изопропил-5-метилфенол), являющийся прямым антиоксидантом.

4. Витаминные препараты, обладающие антиоксидантным эффектом: «Макро-вит», «Антиокс+», «Триовит».

«Триовит» содержит провитамин А, витамины Е и С, дрожжевой комплекс селена, обеспечивающие синергическое антиоксидантное действие.

«Антиокс» производства компании Vision International People Group является витаминно-минеральным комплексом. 1 капсула содержит 150 мг экстракта виноградной выжимки, 26,5 мг Гинкго двудольной, 5 мг бета-каротина, 10 мг витамина Е, 65 мг витамина С, 18,5 мг цинка окиси, 50 мг дрожжей с селеном

5. Биологически активные добавки (БАД) антиоксидантной направленности: «Липовитам Бета» и «Микрогидрин».

В состав «Липовитам бета» , производимого Петербургской фирмой «Биодом» входят бета-каротин, природные фосфолипиды, витамины С и Е П5П.

«Микрогидрин» производства фирмы Royal BodyCare, Inc. в качестве основной структуры имеет водорастворимый сорт кремнезема (SiO2) в комбинации с жирными кислотами, витамином С, магнием, калием и селеном.

Оценка достоверности полученных экспериментальных данных проводилась по непараметрическому критерию знаков (*P) с помощью программы «Статграфик» [6].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Измерение антиоксидантной активности методом, описанным выше, показало, что исследованные препараты являются эффективными антиоксидантами. Так, поли-компонентные растительные экстракты («Вента», «Валдай», «Рукитис») при концентрации 0,1 мг/мл характеризуются относительной антиоксидантной активностью 48100 % по сравнению с глутатионом. Относительная антиоксидантная активность препаратов биоженьшеня «Вигопан» и «Панаксел» с концентрацией 0,04 мг/мл составляла 107 и 63 % соответственно. Исследование тимола показало, что его растворы с концентрацией 0,04 мг/мл, обладают такой же антиоксидантной силой, что и глутатион.

Очевидно, что обнаруженное прямое антиоксидантное действие, выявленное in vitro, не исключает других антиоксидантных механизмов, характерных для растительных антиоксидантов.

Таким образом, все исследованные препараты в указанных концентрациях проявляют прямое антиоксидантное действие, увеличивая перекисную резистентность эритроцитов. Их введение в организм, несомненно, должно повысить возможности естественной антиоксидантной защиты организма.

Для оценки антиоксидантных свойств исследуемых препаратов in vivo измеряли прямые и косвенные показатели скорости ПОЛ до и после приема курса, причем эти показатели обязательно определись до и после тестирующей физической нагрузки.

Предлагаемая испытуемым физическая нагрузка (работа на велотренажере, бег на определенную дистанцию, работа на гребном тренажере, стандартная тренировка) во всех случаях вызывала значительное увеличение экскреции с мочой прямых показателей интенсивности ПОЛ - ТБК-зависимых продуктов, диеновых конъюгатов и оснований Шиффа. При этом в моче в повышенных количествах также обнаружива-

лись и косвенные показатели, свидетельствующие о повреждении биологических мембран - белок, низкомолекулярные полипептиды и миоглобин.

10-дневный прием исследованных антиоксидантных средств вызывал снижение экскреции показателей ПОЛ или увеличение их содержания в моче становилось недостоверным, что указывает на нормализацию перекисных процессов в организме спортсменов. Одновременно улучшаются психофизиологические и педагогические показатели, характеризующие спортивную работоспособность.

В качестве примера можно привести результаты исследования, проведенного совместно с кафедрой теории и методики гребного спорта НГУ им. П.Ф. Лесгафта [7]. После тестирующей нагрузки содержание диеновых конъюгатов ТБК-зависимых продуктов, и оснований Шиффа возрастает как до приема «Триовита», так и после. Причем в случае двух последних параметров степень возрастания примерно одинакова и может быть определена лишь как тенденция, т.к. наблюдаемые изменения не достоверны. Что касается диеновых конъюгатов, то до приема «Триовита» их концентрация после работы возрастала достоверно, после курса приема достоверность изменения исчезла. Эти изменения можно рассматривать как доказательство антиоксидантного действия препарата.

Такая же закономерность прослеживается в изменении содержания в моче низкомолекулярных пептидов (НМП). До курса приема препарата работа вызывала достоверное увеличение уровня НМП в моче. После приема «Триовита» достоверность исчезла, нагрузка практически не влияла на концентрацию этих веществ в моче. Такой характер изменений можно рассматривать как свидетельство антиоксидантного действия препарата. Содержание НМП в моче зависит от состояния клеточных мембран. В первый раз нагрузка сопровождается активацией ПОЛ, что негативно сказывается на состоянии и функционировании мембран. После приема «Триовита» та же самая нагрузка, по-видимому, не влечет за собой нарушения функционирования мембран, т. к. уровень НМП существенно не меняется.

Аналогичные данные получены в исследовании, проведенном совместно с Санкт-Петербургским НИИ физической культуры, в котором было выявлено антиок-сидантное и антиусталостное действие биологически ак- тивных пищевых добавок -«Антиокс+» и «Микрогидрин» [8].

ВЫВОДЫ

Проведенные эксперименты свидетельствуют о благотворном антиоксидантном и антиусталостном действии исследованных препаратов. Полученная на биохимическом и спортивно-педагогическом уровнях оценка их эффективности в процессе подготовки спортсменов высокой квалификации показала их несомненную полезность и, следовательно, перспективность использования препаратов антиоксидантной направленности в тренировочном процессе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кулиненков, Д.О. Справочник фармакологии спорта - лекарственные препараты спорта / Д.О. Кулиненков, О.С. Кулиненков. - М. : Изд-во «ТВТ Дивизион», 2004. - 308 с. - ISBN 5-98724-004-2.

2. Сейфулла, Р.Д. Спортивная фармакология : справочник / Р.Д. Сейфулла. -М. : ИПК "Моск. правда", 1999. - 118 с. : ил.

3. Дубинина, Е. Е. Активные формы кислорода и их роль в развитии оксида-тивного стресса / Е.Е. Дубинина // Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии : труды науч. конф., посвящ. 100-летию каф. биохимии С.-Петерб. гос. мед. ун-та им. акад. И.П. Павлова : в 2-х т. / ред. И.Г. Щербак. - СПб. : Издательство СПб ГМУ, 1998. - Т. 2. - С. 386-398.

4. Ланкин, В.З. Свободнорадикальные процессы в норме и при патологических состояниях / В.З. Ланкин, А.К. Тихазе, Ю.Н. Беленков. - М. : НИИК Минздрава

б3

РФ, 2001. - 74 с.

5. Катранов, А. Г. Компьютерная обработка данных экспериментальных исследований / А.Г. Катранов, А.В. Самсонова ; С.-Петерб. гос. акад. физ. культуры им. П.Ф. Лесгафта. - СПб. : [б.и.], 2004. - 54 с.

6. Определение in vitro антиоксидантной активности препаратов, используемых для коррекции перекисных процессов в организме человека / В.И. Журавков, С.С. Михайлов, Л. А. Романчук, Э. А. Фактор // Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии : труды науч. конф., посвящ. 100-летию каф. биохимии С.-Петерб. гос. мед. ун-та им. акад. И.П. Павлова : в 2-х т. / ред. И.Г. Щербак. - СПб. : Издательство СПб ГМУ, 1998. - Т. 2. - С. 421-425.

7. Применение антиоксидантного препарата «Триовит» в спортивной практике (на примере подготовки гребцов) / Н.А. Албекова, М.Г. Петров, А.Е. Пессяников, Л. А. Романчук Э.А. Фактор // Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии : труды науч. конф., посвящ. 100-летию каф. биохимии С.-Петерб. гос. мед. унта им. акад. И.П. Павлова : в 2-х т. / ред. И.Г. Щербак. - СПб. : Издательство СПб ГМУ, 1998. - Т. 2. - С. 452-456.

8. Снижение повреждения мышц при физической нагрузке и увеличение работоспособности с помощью биологически активных добавок (БАД) антиоксидантной направленности / В.И. Морозов, А.Ю. Богатова, Н.Д. Гольберг, М. А. Данилова, А.Л. Мокрушин, М.Г. Петров, Э.А. Фактор, О.К. Химич // Сборник научных трудов Санкт-Петербургского научно-исследовательского института физической культуры. Итоговая научная конференция, 19-20 декабря 2005 года. - СПб., 2005. - С. 128-133.

ОЦЕНКА ДИНАМИКИ НАГРУЗКИ В СОРЕВНОВАТЕЛЬНЫХ ИГРАХ ЮНЫХ

ФУТБОЛИСТОВ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УСЛОВИЙ ИХ ПРОВЕДЕНИЯ

Дмитрий Валентинович Никитин, кандидат педагогических наук, доцент, Волжский институт строительства и технологий (ВИСТех),

Павел Геннадьевич Дегтяренко, соискатель,

Специализированная детско-юношеская спортивная школа олимпийского резерва № 4,

(СДЮСШОР № 4), г. Волжский

Аннотация

В статье рассматриваются варианты компонентов нагрузки соревновательных игр юных футболистов 11 - 12 лет. Исследована физиологическая динамика нагрузки: объем, интенсивность и направленность. Проанализирована динамика объема и структуры технико-тактических действий.

Ключевые слова: объем нагрузки; интенсивность и направленность нагрузки; контроль динамики частоты сердечных сокращений; объем и структура технико-тактических действий.

THE ESTIMATION OF THE LOAD DYNAMICS IN COMPETING GAMES FOR YOUNG FOOTBALL PLAYERS UNDER THE CHANGING ENVIRONMENT

Dmitry Valentinovich Nikitin, candidate of pedagogical science, The senior lecturer, Volzhsky institute of construction and technologies,

Pavel Gennadjevich Degtyarenko, the competitor,

Specialized junior athletic school of Olympic reserve № 4,

Volzhsky

Abstract

The variants of components of the competing games load for young football players, 11-12 years old, are considered in the article. The physical load dynamics is researched: the capacity, intensity and direction. The dynamics of the capacity and the structure of technical and tactical actions have been analyzed.

Keywords: the load capacity; the intensity and direction of the load; the control of the heart-