Функциональная взаимосвязь секреции и инкреции гидролитических ферментов в условиях восстановительного периода после мышечного напряжения

УДК 612.34 ББК 28. 91

Грязных Андрей Витальевич

кандидат биологических наук, доцент г. Курган

Gryaznykh Andrey Vitalievich

Candidate of Biology, Assistant professor Kurgan

Функциональная взаимосвязь секреции и инкреции гидролитических ферментов в условиях восстановительного периода после мышечного

напряжения

Functional Relationship of Hydrolytic Enzymes Secretion and Incretion Under the Conditions of Rehabilitation Period After Muscular Tension

В работе изучена динамика восстановления гидролитических ферментов крови после мышечного напряжения в когорте юношей - спортсменов и неспортсменов. Установлена взаимосвязь между активностью полостных пищеварительных ферментов и гидролитических ферментов крови.

Dynamics of blood hydrolytic enzymes restoration after muscular tension in the group of the young sportsmen and the young people, who are not doing sports, has been studied in this article. The interrelation between the activity of cavernous digestive enzymes and hydrolytic enzymes of blood has been established.

Ключевые слова: восстановление, гидролитические ферменты крови, физическая нагрузка.

Key words: rehabilitation, hydrolytic enzymes of blood, physical activity.

Открытие гидролитической активности крови относится к середине 19-го столетия. В 1961 г. A.M. Уголев (1961) высказал экскреторную гипотезу эволюционного происхождения внешней и внутренней секреции. В 1978 г. была сформулирована концепция о едином происхождении экзо- и эндосекреции (9). В современной физиологии пищеварения широко обсуждается вопрос о влиянии гидролитических ферментов на секреторные реакции пищеварительных желез гастродуоденального отдела желудочно-кишечного тракта (5). На современном этапе развития экспериментальных исследований установлено, что эффекты циркулирующих с кровотоком ферментов реализуются на уровне пищеварительных желез, составляя контур саморегуляции секреции железы (5).

В настоящее время имеется достаточное количество исследований, посвященных изучению воздействия стресс-факторов на различные органы и Вестник ЧГПУ 4'2011 298

функции организма (2, 4, 6, 7, 8). Сведений о восстановительных процессах в пищеварительной системе после физической нагрузки, ее взаимоотношениях с другими системами в этих условиях практически не встречается (1, 3).

Учитывая это целью исследования было изучение динамики восстановления содержания гидролитических ферментов в крови в условиях восстановления после мышечного напряжения, а также определение взаимосвязи секреции и инкреции пищеварительных ферментов.

Материалы и методы исследования. В исследовании приняли участие мужчины в возрасте от 18 до 22 лет. По условиям работы все обследуемые разделены на три группы. Контрольную группу (п=41) составили лица, не занимающиеся спортом, во вторую группу (п=15) вошли спортсмены высокой квалификации - борцы, в третью (п=27) - спортсмены - лыжники. Секреторную деятельность желудочных желез исследовали в условиях тощаковой, базальной секреции и секреции стимулированной 10 % отваром сухой капусты в объеме 200 мл. Внешнесекреторную деятельность поджелудочной железы изучали в условиях базальной секреции и стимулированной 0,5 % раствором соляной кислоты в объеме 30 мл, введенной интрадуоденально. Ферментативный потенциал пищеварительных желез определяли посредством исследования концентрации и валового выделения пепсиногена, а-амилазы, липазы и протеолитической активности желудочного и панкреатического сока. В качестве модели острого мышечного напряжения предлагалась 60-минутная велоэргометрическая нагрузка на уровне 60-70 % от МПК. Исследовали показатели в состоянии покоя (фоновые данные), сразу после нагрузки, и в условиях восстановления (продолжительностью 1 и 2 часа соответственно). Определяли концентрацию пепсиногена 1, 2, суммарную активность а-амилазы и липазы в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа. Содержание указанных гидролитических ферментов определяли натощак и через 15 минут после введения стимулятора секреции. Все исследования проводились при наличии письменного согласия обследуемых и с учетом биоэтических норм. Статистический анализ проводили с использованием ^критерия Стьюдента. Взаимосвязь параметров оценивали путем расчета

коэффициента корреляции (г) Пирсона при уровне безошибочного прогноза более 95 % (р<0,05).

Результаты исследования и их обсуждение. Анализ проведенных исследований по изучению содержания гидролитических ферментов в крови у лиц с различной спецификой и уровнем повседневной двигательной активности в состоянии покоя позволил выявить ряд особенностей. В межгрупповом аспекте установлены достоверно высокие показатели содержания амилазы в крови у спортсменов - борцов натощак до 172±8,9 % и при стимуляции панкреатической секреции до 159,6±6,81 % (р<0,01) (табл. 1).

Таблица 1

Содержание гидролитических ферментов в сыворотке крови у обследуемых с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности в состоянии физиологического покоя

Контрольная группа Борцы Лыжники

Тощ. Стим. Тощ. Стим. Тощ. Стим.

Амилаза, Е/л 52,1±5,5 49,21±5,1 90,2±8,1** 78,5±5,3** 61,6±4,6 48,7±4,1

Липаза, Е/л 97±8,4 93±2,7 92±8,3 122±9,1*** 78,4±3,2 93±4,6

Пепсиноген 1,

мкг/л 142±7,7 162±14,8 137±8,8 126±5,9* 97±6,8*** 92,4±8,6**

Пепсиноген 2,

мкг/л 18,3±1,4 15,85±0,9 21,4±1,9 22,8±2,2* 20,8±2,7 20,3±2,1

ПГ1 /ПГ 2 8,09±0,8 10,54±1,1 6,5±0,3 6,0±0,7** 5,6±0,9 5,3±0,9**

Примечание: * - различия достоверны по отношению к аналогичным данным контрольной группы (р<0,05); ** - (р<0,01); ***- (р<0,001).

Аналогичная картина выявлена и относительно содержания липазы, концентрация которой также была максимальной (р<0,001) в группе борцов.

Определение различий концентрации песиногена 1 и 2 между группами обследуемых показало существенно меньшее по сравнению с контрольной группой, содержание пепсиногена 1 в группе лыжников (р<0,01) и борцов (р<0,05) в условиях стимулированной секреции. Напротив, концентрация пепсиногена 2 в крови у групп спортсменов относительно лиц, не занимающихся спортом, была выше, но значимыми (р<0,05) различия были лишь в условиях стимуляции для группы борцов.

В результате проведенных исследований установлено, что 60 - минутная

велоэргометрическая нагрузка не оказала существенного влияния на

содержание ферментов сыворотки крови у обследуемых (рис. 1). Вестник ЧГПУ 42011 300

амилаза

липаза

150 100 50 0

контр. гр. борцы лыжники контр. гр. борцы лыжники

пепсиноген 1

пепсиноген 2

£

150

100 50 0

А

контр. гр. борцы лыжники контр. гр. борцы лыжники  тощаковая  стимулированная

Рис. 1. Влияние 60-минутной нагрузки на концентрацию ферментов в сыворотке крови у спортсменов различной специализации и лиц, не занимающихся спортом (за 100 % приняты показатели в условиях покоя); различия достоверны по отношению к аналогичным данным физиологического покоя (р<0,05); лл - (р<0,01); ллл - (р<0,001).

Оценивая динамику восстановительного процесса, можно отметить, что наибольшие изменения в концентрации исследуемых ферментов происходили после двух часов отдыха.

Так, для обследуемых контрольной группы характерно значимое увеличение (р<0,01) содержания натощак пепсиногена 1 и пепсиногена 2 в условиях стимуляции (рис. 2).

пепсиноген 1

пепсиноген 1

180

160 J 140

м 120 100 80

покой нагрузка восст.1ч восст.2ч покой нагрузка восст.1ч восст.2ч

34

29

ч

и « 24

2

19

14

пепсиноген 2

пепсиноген 2

покой нагрузка восст.1ч восст.2ч покой нагрузка восст.1ч восст.2ч контрольная группа борцы —О— лыжники

Рис. 2. Динамика восстановления сывороточных пепсиногена 1, 2 у обследуемых контрольной группы и спортсменов разных специализаций (А-различия достоверны по отношению к аналогичным данным физиологического

покоя (р<0,05); аа - (р<0,01); ааа - (р<0,001); * - различия достоверны по отношению к аналогичным данным контрольной группы (р<0,05); ** - (р<0,01);

***-

Для групп спортсменов отмечается существенное превышение концентрации пепсиногена 1 натощак и при стимуляции: для борцов - р<0,05, для лыжников - р<0,001.

Амилолитическая и липолитическая активность крови в восстановительном периоде также претерпела существенные изменения. Изменения в содержании ферментов липазы и амилазы крови характерны, прежде всего, для спортсменов (рис. 3).

ч и

140 120 100 80 60 40 20 0

амилаза

амилаза

покой нагрузка восст.1ч восст.2ч покой нагрузка восст.1ч восст.2ч

ч И

липаза

липаза

Вестник ЧГПУ 4'2011

302

250 200 150 100 50 0

покой нагрузка восст.1ч восст.2ч покой нагрузка восст.1ч восст.2ч контрольная группа —¿т— борцы —О— лыжники

Рис. 3. Динамика восстановления липазы у обследуемых контрольной группы и спортсменов разных специализаций (А-различия достоверны по отношению к аналогичным данным физиологического покоя (р<0,05); аа -(р<0,01); ааа - (р<0,001); * - различия достоверны по отношению к аналогичным данным контрольной группы (р<0,05); ** - (р<0,01; ***-

Так, после двухчасового периода восстановления выявлено увеличение концентрации липазы как у борцов (р<0,001), так и у лыжников (р<0,001). Вместе с тем, наряду с увеличением содержания липазы обнаружено значимое снижение (р<0,01) содержания амилазы натощак в группе борцов, в остальных случаях изменения содержания амилазы были не столь значимыми.

В настоящем исследовании определялась регуляторная взаимосвязь эндосекретируемых и циркулирующих с кровотоком ферментов и зимогенов главных пищеварительных желез.

Анализ корреляционных взаимоотношений между показателями ферментовыделения поджелудочной и желудочных желез и уровнем гидролитических ферментов в сыворотке крови позволил выявить наличие устойчивых и однонаправленных связей, характерных для обследуемых с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности.

Обращает на себя внимание достаточно выраженная и однонаправленная связь между содержанием ферментов пепсиноген 1 и 2 в сыворотке крови и концентрацией протеолитических ферментов в дуоденальном и желудочном содержимом у обследуемых.

Установлено, что между показателями, характеризующими метаболические реакции, связанные с гидролизом белкового субстрата,

существует значимая отрицательная связь. Для обследуемых контрольной группы характерно наличие корреляционных связей между содержанием пепсиногена 2 в сыворотке крови и протеолитической активностью желудочного сока в условиях тощаковой секреции как в покое (р = - 0,924; р<0,01), так и при действии мышечного напряжения (р = - 0,747; р<0,05). Кроме того, обращает на себя внимание взаимосвязь между концентрацией пепсиногена 1 сыворотки крови и концентрацией пепсиногена желудочного сока в условиях стимуляции пищеварительных желез при мышечной нагрузке (р = - 0,855; р<0,01). Отмечается, что в основном значимые взаимоотношения определялись на этапах физиологического покоя и физической нагрузки, тогда как в условиях восстановления эти связи существенными не были. Установлено наличие взаимовлияний между содержанием пепсиногена 2 сыворотки крови и протеолитической активностью панкреатического секрета в условиях стимуляции поджелудочной железы раствором соляной кислоты в состоянии относительного мышечного покоя (р = - 0,772; р<0,05) и нагрузки (р = - 0,918; р<0,01) для спортсменов - борцов. Для лыжников также характерно наличие аналогичной по направленности и тесноте связи. В условиях покоя обнаружена тесная связь между содержанием в сыворотке крови пепсиногена 2 натощак и концентрацией пепсиногена в желудочном соке (р = - 0,794; р<0,05), в период двухчасового восстановления данная связь также была значимой (р = - 0,727; р<0,05).

Заключение

В контексте существующих сведений (5) о межферментных взаимоотношениях фактические данные, полученные нами, в какой-то мере подтверждают наличие определенных отношений гидролитических ферментов крови и ферментов полостных органов желудочно-кишечного тракта. В данном случае речь идет об обратной зависимости между содержанием гидролитических ферментов крови и ферментов полостей. В большей степени это характерно для пепсиногенов, для которых выявлены достаточно «жесткие» и устойчивые взаимоотношения в различных условиях функционирования организма у обследуемых.

Вестник ЧГПУ 42011 304

Исследование проведено в рамках реализации аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы на 2011-2013 г.» № 1.2.11.

Библиографический список

1. Анохина, А.В. О некоторых особенностях восстановления желудочной секреции после мышечной деятельности / А.В. Анохина, Э.В. Анохин, А. А. Леньшин // XXI Съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова. Тезисы докладов. - М. - Калуга: Типография ООО «БЭСТ-принт», 2010. - С. 31.

2. Гриднева, В.И. Значение исходного уровня показателей желудочной секреции для реактивности секреторного аппарата желудка в ответ на действие возмущающих факторов / В.И. Гриднева // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. - 2003. - № 6. - С. 6471.

3. Грязных, А. В. Биохимический гомеостаз у спортсменов в условиях восстановления после мышечного напряжения / А.В. Грязных // Вестник МАНЭБ. - 2009. -Т. 14.- № 2. - С. 39-45.

4. Исаев, А.П. Полифункциональная мобильность и вариабельность организма спортсменов олимпийского резерва в системе многолетней подготовки: монография / А.П. Исаев, В.В. Эрлих. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - 502 с.

5. Коротько, Г.Ф. Пищеварение - естественная технология / Г.Ф. Коротько. -Краснодар: Изд-во: «ЭДВИ», 2010. - 304 с.

6. Кузнецов, А.П. Желудочно-кишечный тракт и стресс: монография / А.П. Кузнецов, А.В. Речкалов, Л.Н. Смелышева. - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2004.254 с.

7. Плешаков, А. А. Желудочная секреция у нетренированных подростков в покое и в условиях мышечной деятельности: монография /А.А. Плешаков, А.И. Мозгунов. - Липецк, 2008. - 107 с.

8. Шибкова, Д. З. Механизмы компенсации в стволовом кроветворном пуле (КОЕс) в условиях экспериментального хронического гамма-облучения / Д.З. Шибкова, Н.В. Ефимова, А.В. Аклеев. // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2006. - Т.46, №5. - С.596-604.

9. Уголев, А. М. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций: Элементы современного фундаментализма / А.М. Уголев. - Л.: Наука, 1985. -514 с.

Bibliography

1. Anokhina, A.V. About Some Peculiarities of Gastric Secretion Recovery After Muscular Activity / A.V. Anokhina, E.V. Anokhin, А.А. Lenshin // XXI Congress of Physiological Society named after I.P.Pavlov: Report Theses. - M. - Kaluga: Publishing House of "Best-Print" Ltd., 2010. - P. 31.

2. Gridneva, V.I. Initial Level Value of Gastric Secretion Index for Responsiveness of the Secretory Stomach Part in Response to the Disturbing Factors / V.I. Gridneva // Experimental and Clinical Gastroenterology. - 2003. - № 6. - P.64-71.

3. Gryaznykh, A.V. Sportsmen's Biochemical Homeostasis Under the Conditions of Recovery After Muscular Tension / A.V. Gryaznykh // Herald of MANEB. - 2009. - Vol. 14. - № 2. - P. 39-45.

4. Isaev, A.P. Multifunctional Mobility and Variability of the Olympic Reserve Sportsmen's Organisms in the Long-Term Training System: Monograph / A.P. Isaev, V.V. Erlikh. -Chelyabinsk: Publishing Centre of SUSU, 2010. - 502 p.

5. Korotko, G.F. Digestion Is a Natural Technology / G.F. Korotyko. - Krasnodar: "EDVI" Publishing House, 2010. - 304 p.

6. Kuznetsov, A.P. Digestive Tract and Stress: Monograph / A.P. Kuznetsov, A.V. Rechkalov, L.N. Smelysheva. - Kurgan: Kurgan State University Publishing House, 2004. - 254 p.

7. Pleshakov, A.A. Gastric Secretion of the Unexercised Teenagers in the Conditions of Rest and Muscular Activity: Monograph / A.A. Pleshakov, A.I. Mozgunov. - Lipetsk, 2008. - 107 p.

8. Shibkova, D.Z. Compensation Mechanisms of the Stem Hematopoietic Pool Under the Conditions of Experimental Chronical Gamma Irradiation / D.Z. Shibkova, N.V. Efimova, A.V. Akleev // Radiological Biology. Radioecology. - 2006. - Vol. 46, №5. - P. 596-604.

9. Ugolev, A.M. Digestion Evolution and Principles of Function Evolution: Elements of Modern Fundamentalism / ÄM. Ugolev. - L.: Science, 1985. - 514 p.

Вестник ЧГПУ42011

306