РОЛЬ ІНТЕНСИВНИХ ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ У ВИНИКНЕННІ МЕТАБОЛІЧНИХ ТА ІМУННИХ ПОРУШЕНЬ ОРГАНІЗМУ ТА ЇХ КОРЕКЦІЯ КВЕРЦЕТИНОМ : РОЛЬ интенсивных физических нагрузок В ВОЗНИКНОВЕНИИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ И иммунных нарушений ОРГАНИЗМА И ИХ КОРРЕКЦИЯ кверцетин

summary

Матеріали і методи дослідження. Під нашим спостереженням протягом 2007 – 2009 рр. знаходилось 70 спортсменів чоловічої статі віком 18 – 20 років, які були піддані інтенсивним фізичним навантаження різного рівня протягом тренувального процесу. За рівнем інтенсивності фізичних навантажень у процесі тренувань спортсмени були поділені на мікрогрупи. Спортсмени, які були піддані пороговим та середнім навантаженням у процесі тренувань, склали відповідно 23 особи (33 %) та 25 осіб (36 %). Пікові величини рівня інтенсивності фізичного навантаження під час тренування спостерігалися в 22 чоловіках (31 %). Контрольну групу склали 70 чоловіків віком 18 – 20 років, які систематично не займались спортом і на момент дослідження були практично здорові. Робота виконувалась відповідно до загальноприйнятих біоетичних норм з дотриманням відповідних принципів Гельсінської декларації прав людини, Конвенції ради Європи про права людини й біомедицини та відповідних законів України відносно проведення експериментальних та клінічних досліджень. Спортсмени протягом року проходили 3 – 4 тренувальних макроциклів, кожен з яких включав підготовчий період (2 – 2,5 місяця), змагальний період (3 – 5 днів), перехідний період (7 – 14 днів). У підготовчому періоді всі сп1ртсмени тренувались протягом 5 днів на тиждень двічі на день (вранці і ввечері). Тривалість кожного тренування складала 2 – 2,5 години. У суботні дні спортсмени проходили сауну й масаж. Протягом сьомого дня спортсмени звільнялись від фізичних навантажень. Перехідний період включав проведення спортивних ігор легкого й середнього ступеня фізичного навантаження. З метою корекції стану ПОЛ/АОЗ, показників клітинної та гуморальної ланок імунітету, тобто для профілактики дезадаптаційних змін при тривалих важких фізичних навантаженнях застосовувався біофлавоноїд кверцетин з властивостями антиоксиданта, антигіпоксанта, адаптогена та імуномостимулятора за схемою: по 2 грами 2 рази на день протягом 20 днів. Загальна доза препарату “Гранули кверцетину” становила 80 грамів. Ефективність диференційної імунокорекції, як допоміжного способу реабілітації спортсменів, оцінювали за динамікою стану ПОЛ/АОЗ, показників клітинної та гуморальної ланок імунітету. Усі дослідження проводилися на базі кафедри анатомії, фізіології людини та тварин Луганського національного університету імені Тараса Шевченка та кафедри патофізіології Луганського державного медичного університету. Імунологічні та біохімічні дослідження проводили в кінці кожного з періодів макроциклу в науковій лабораторії кафедри патофізіології Луганського державного медичного університету (завідувачка – проф. Н.К. Казімірко). Кров забирали ранком, натще, з вени ліктьового згину. Виділення лімфоцитів і нейтрофілів з периферійної крові здійснювали в градієнті щільності фікол-верографін. Визначення фагоцитарної активності нейтрофілів периферійної крові проводили чашковим методом; визначення кількості тотальних Т-клітин, В-лімфоцитів, Т-хелперів/індукторів та Т-супресорів цитотоксичних – методом непрямої флуоресценції з використанням моноклональних антитіл CD3+, CD4+, CD8+, CD22+ виробництва науково-дослідного центру “Медбіоспектр” (Москва, РФ). У сироватці крові визначали концентрації Ig A, M та G за методом Mancini і співавт. (1965). Визначення МДА проводили за Стальною І.Д., Гарішвілі Т.Г. (1977), ДК ненасичених вищих масних кислот – за Стальною І.Д. (1977). Активність КТ вивчали за Королюк М.А. і співав. (1988).

Адаптаційний потенціал серцево-судинної системи оцінювали за методом Баєвського Р.М. (1988), рівень фізичного стану – за Пироговою Є.А. (1986). Рівень фізичної працездатності визначали за степ-тестом Гарвардського університету L. Broucha (1942). Визначення МСК проводили за методикою Astrand Р.О., Ryhming J.А. (1954), оцінку рівня інтенсивності фізичного навантаження визначали за Коцом Я.М. (1986).

Отриманий цифровий матеріал обробляли методом параметричної і непараметричної статистики за програмами Statistica for Windows 5.0, Microsoft Excel – 97. Цифрові масиви всіх показників обробляли для кожного спортсмена окремо. Розподіливши обстежуваних на групи за рівнем фізичного навантаження (пороговий, середній, піковий), показники досліджуваних функцій обчислювали окремо для кожної групи.

Вплив фізичних навантажень різного рівня інтенсивності на стан ПОЛ та системи АОЗ. Результати проведених досліджень дають змогу стверджувати про наявність зв’язку між рівнем інтенсивності фізичного навантаження та змінами в системах ПОЛ/АОЗ організму спортсменів. Максимальна активізація процесів ПОЛ реєструвалась на пікових рівнях інтенсивності тренувального навантаження. Указані зміни показників ПОЛ призводили до максимального підвищення вмісту ДК та МДА у 1,4 і 1,6 рази (р≤0,01 – 0,001) відповідно порівняно з пороговими рівнями інтенсивності навантаження. Показники активності КТ і СОД були максимальними на пікових рівнях і перевищували зазначені показники у 1,2 і у 1,4 рази (р≤0,01 – 0,001) відповідно порівняно з пороговими навантаженнями. Навантаження середніх рівнів викликали підвищення КТ і СОД у 1,1 рази (р≤0,05) в обох випадках.

Вплив кверцетину на ПОЛ та систему АОЗ. Використання кверцетину в комплексі реабілітаційних заходів призвело до позитивних змін в показниках метаболічного гомеостазу організму спортсменів. Установлено, що в дослідній групі відбулось зменшення вмісту ДК і МДА з 61,3±2,5 мкмоль/л, і 36,2±1,4 мкмоль/л до 47,0±1,1 мкмоль/л і 21,2±0,5 мкмоль/л (р≤0,001), (р≤0,05) відповідно порівняно з основною групою. Під впливом кверцетину відбулося зниження активності ферментів системи АОЗ. Активність КТ у спортсменів дослідної групи знизилась з 30,3±1,8 мкат/год*л до 24,8±0,4 мкат/год*л, а активність СОД знизилась з 3,0±0,12 МО/мгНb (р≤0,001 у всіх випадках) відносно показників основної групи.

Вплив фізичних навантажень різного рівня інтенсивності на фагоцитарну активність нейтрофілів. Імунодепресивний ефект важких фізичних навантажень виражається у зниженні значень ФІ і ФЧ та наявності в спортсменів гіпоімуноглобулінемії. Установлено, що фізичні навантаження за рівнем пікових величин викликали зниження значень ФІ і ФЧ у 1,3 і 1,7 рази (р≤0,05 у всіх випадках) порівняно з аналогічними показниками при порогових навантаженнях. Поряд з цим виявлено зниження показників ФІ і ФЧ у 1,1 рази (р≤0,05 у всіх випадках) при середньому рівні навантаження порівняно з пороговими навантаженнями. Слід зазначити, що між показниками ФІ і ФЧ у спортсменів основної групи з пороговим рівнем інтенсивності фізичного навантаження й контрольною групою вірогідних відмінностей не виявлено.

Вплив кверцетину на фагоцитарну активність нейтрофілів. Сприятливий вплив кверцетину зареєстрований відносно фагоцитарної активності нейтрофілів периферійної крові спортсменів. На початку дослідження ФІ і ФЧ нейтрофілів спортсменів дослідної групи становили 64,8±2,6 % та 4,1±0,17 у.о. (р≤0,001 у всіх випадках), а після застосування кверцетину спостерігалось збільшення показників ФІ і ФЧ до 76,8±2,7 % та 5,6±0,3 у.о. (р≤0,05), (р≤0,001) відповідно до показників основної групи.

Вплив фізичних навантажень різного рівня інтенсивності на стан В-клітинної ланки імунітету. Під впливом тривалих фізичних навантажень спостерігалося вірогідне зниження кількості CD22+-лімфоцитів та зниження їх здатності продукувати Ig основних класів, про що свідчила наявність в крові спортсменів гіпоімуноглобулінемії. Абсолютна кількість Ig А в крові спортсменів, рівень фізичного навантаження яких відповідав показникам пікових та середніх величин, була у 1,4 (р≤0,01) та у 1,1 рази (р≤0,01) нижчою відносно аналогічних показників при порогових навантаженнях. Водночас спостерігається значне зниження вмісту в крові спортсменів Ig М і Ig G на пікових рівнях інтенсивності фізичного навантаження у 1,5 рази (р≤0,001) та у 1,2 рази (р≤0,01) відповідно порівняно з аналогічними показниками на порогових навантаженнях. При показниках середнього рівня навантаження встановлено зниження Ig М у 1,2 (р≤0,01) та невірогідне зниження Ig G відповідно на порогових рівнях.

Вплив кверцетину на В-клітинну ланку імунітету. У групі спортсменів із запропонованою схемою прийому кверцетину спостерігалось вірогідне підвищення вмісту В-лімфоцитів – клітин з фенотипом CD22+ – у 1,1 рази порівняно з аналогічними показниками основної групи (р≤0,05), що опосередковано вказувало на підвищення утворення антитіл. Зареєстрований рівень Ig А в сироватці крові спортсменів дослідної групи на момент дослідження становив 2,2±0,1 г/л і перевищував аналогічні показники спортсменів основної групи у 1,1 рази (р≤0,05). Установлено, що під впливом реабілітаційних заходів відбулося підвищення в сироватці крові спортсменів дослідної групи рівнів Ig М та G до 1,8±0,1 г/л та 8,6±0,6 г/л, які перевищували аналогічні показники основної групи у 1,1 рази (р≤0,01), (р≤0,05) відповідно.

Вплив фізичних навантажень різного рівня інтенсивності на стан Т-клітинної ланки імунітету. Статистично значущі зміни показників Т-ланки імунітету були зареєстровані при пікових навантаженнях. Абсолютний вміст CD3+-Т-лімфоцитів у крові спортсменів при пікових рівнях фізичного навантаження був у 1,3 рази нижчим (р≤0,001) порівняно з аналогічними показниками під час порогових рівнях інтенсивності навантаження. Виявлено, що при середніх значеннях рівня навантаження вміст CD3+-Т-лімфоцитів був у 1,1 рази нижчим (р≤0,01) відповідно до показників при пороговій інтенсивності. Під час пікових рівнях інтенсивності фізичного навантаження реєструвалось зниження кількості CD4+-хелперів/індукторів та CD8+-супресорів цитотоксичних у 1,4 і 1,2 рази (р≤0,001) (р≤0,01) відповідно, а відносне переважання вмісту CD8+-клітин над CD4+-лімфоцитами супроводжувалася зниженням імунорегуляторного індексу CD4/CD8 у 1,2 рази (р≤0,01) проти аналогічних показників при порогових рівнях інтенсивності фізичного навантаження.

Вплив кверцетину на Т-клітинну ланку імунітету. Під впливом кверцетину в основній групі спортсменів спостерігалося збільшення рівня CD3+-лімфоцитів у 1,2 рази порівняно з аналогічними показниками плавців основної групи (р≤0,05). Рівень CD4+-клітин в дослідній групі виявився в 1,2 рази (р≤0,05) вищим відносно аналогічних показників основної групи спортсменів. Указані рівні CD3+-лімфоцитів і CD4+-хелперів/індукторів вірогідно не відрізнялися від показників осіб контрольної групи. З’ясовано, що абсолютні кількості CD8+-супресорів цитотоксичних дослідної групи під впливом позитивної дії кверцетину перевищували аналогічні показники основної групи у 1,1 рази (р≤0,05). Унаслідок проведення реабілітаційних заходів спостерігалося збільшення значення імунорегуляторного індексу CD4/CD8 в дослідній групі плавців у 1,1 рази (р≤0,05) порівняно з аналогічними показниками основної групи.

ВИСНОВКИ

У дисертації викладено теоретичне обґрунтування ролі фізичних навантажень різного рівня інтенсивності у виникненні порушень імунного й метаболічного гомеостазу та доведено позитивний вплив комплексу реабілітаційних заходів з використанням біофлавоноїду кверцетину на імунний і метаболічний статус організму.

1.       Інтенсивні фізичні навантаження стимулюють процеси ПОЛ, що супроводжується збільшенням вмісту в сироватці крові спортсменів концентрацій ДК і МДА у 1,4 та 1,6 рази (р≤0,001) відповідно та вихід з клітин до крові ферментів системи АОЗ, що виявлялося в збільшенні активності КТ і СОД у 1,2 та 1,4 рази (р≤0,01) відповідно. Найбільш суттєві зміни спостерігаються при пікових рівнях інтенсивності фізичного навантаження (ДК 61,3±2,5 мкмоль/л, МДА 36,2±1,4 мкмоль/л, КТ 30,3±1,8 мкат/год*л, СОД 3,0±0,12 МО/мг Нb р≤0,01).

2.       Фагоцитарна активність нейтрофілів периферійної крові спортсменів пригнічується під впливом тривалих фізичних навантажень різної інтенсивності й супроводжується зниженням значень ФІ і ФЧ у 1,3 та 1,7 рази (р≤0,001) відповідно. Зміни функціональної активності й секреторної функції нейтрофілів залежать від рівня інтенсивності фізичних навантажень і найбільше пригнічення відповідних функцій виявлено під час піковій інтенсивності (ФІ 64,8±2,6 % та ФЧ 4,1±0,17 у.о., р≤0,001).

3.       Імунодепресивний вплив тривалих інтенсивних навантажень на гуморальну ланку імунітету виявляється в зниженні в сироватці крові організму вмісту Ig класів А, М, G (1,8±0,09 г/л, 1,3±0,07 г/л, 7,5±0,35 г/л, відповідно; р≤0,01). Суттєві зміни в показниках вмісту імуноглобулінів відбуваються при піковій інтенсивності фізичних навантажень і супроводжуються зниженням вмісту Ig А, М, G у 1,4, 1,5, 1,2 рази відповідно (р≤0,01 у всіх випадках).

4.       Зміни показників клітинної ланки імунітету, які виникають під впливом інтенсивних фізичних навантажень, характеризуються Т- і В-лімфопенією, дисбалансом у системі Т-хелперів/індукторів і Т-супресорів цитотоксичних за типом відносного гіперсупресорного варіанта вторинного імунодефіциту, зниженням абсолютної кількості В-лімфоцитів. Виразність імунних порушень залежить від інтенсивності фізичного навантаження. Суттєві порушення Т- і В-клітинної ланки найбільш виявлені під час пікових навантажень, що проявляється у зниженні вмісту Т- і В- лімфоцитів (CD3+ – у 1,3 рази, CD4+ – у 1,4 рази, CD8+ – у 1,2 рази, CD22+ – у 1,3 р≤0,01).

5.       Позитивний вплив комплексу реабілітаційних заходів на імунний та метаболічний статус виявляється у зниженні активності процесів ПОЛ, поліпшення стану ферментативної системи АОЗ, збільшенні кількості Т- і В-лімфоцитів, тенденції до усунення гіперсупресорного варіанта вторинного імунодефіциту, підвищення продукції Ig А, М, G та посиленні функціональної активності системи фагоцитів.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Внаслідок змін індивідуальних показників метаболічного і імунного гомеостазу організму спортсменів, необхідно проводити корекцію рівня інтенсивності фізичного навантаження. У розробці індивідуальних тренувальних програм необхідно враховувати такі важливі показники функціонального стану організму, як рівень фізичної підготовленості і працездатності та стан кардіореспіраторної системи організму спортсменів.

2. До комплексу реабілітаційних заходів спортсменів, які піддаються важким фізичним навантаженням, для профілактики негативного впливу на метаболічний та імунний гомеостаз, слід додавати кверцетин, який має суттєву антиоксидантну і імуномодулюючу дію і поліпшує негативний вплив надмірних фізичних навантажень на метаболічний та імунний гомеостаз організму спортсменів, по 2 грами двічі на добу упродовж 20 днів.

3. Під час суттєвих змін індивідуальних параметрів в імунному та метаболічному гомеостазі в тренувальному періоді, спортсменів слід звільняти від тренувальних занять та проводити додаткову корекцію за допомогою реабілітаційних заходів до повного відновлення показників метаболічного й імунного гомеостазу організму.