20 января 2019г.
Основным фактором, предрасполагающим к возникновению любого инфекционного заболевания, является иммунодефицитное состояние. К причинам, вызывающим такое состояние, наряду с радиоактивным облучением, острой и хронической интоксикацией, иммуносупрессивной терапией, относят и физическое напряжение организма, которое в спорте является неотъемлемым следствием процесса подготовки спортсменов [7, 8, 12]. Отрицательное влияние физических нагрузок на иммунный и метаболический статус спортсменов, занимающихся как циклическими, так и ациклическими видами спорта, отмечено рядом исследователей [3, 4, 6, 13]. Однако характеристика состояния иммунологической реактивности и обмена веществ у спортсменов-пловцов является недостаточной, особенно в оценке фагоцитарной активности лейкоцитов – первой линии защиты организма при контакте с генетически чужеродной информацией. Недостаточно изученной остаётся проблема влияния нагрузок разной интенсивности, испытываемых спортсменами-пловцами в процессе тренировок, на фагоцитарную и секреторную функцию нейтрофилов и моноцитов периферической крови, на метаболический статус этих клеток, а именно остаются мало изученными состояние перекисного окисления липидов (ПОЛ), ферментативной системы антиоксидантной защиты (АОЗ), системы циклических и адениловых нуклеотидов [2, 5].
Учитывая вышеизложенное, мы изучали влияние физических нагрузок разной интенсивности на функциональную активность и метаболический статус моноцитов и нейтрофилов периферической крови спортсменов-пловцов.
Материалы и методы исследования. Под нашим наблюдением находились 90 спортсменов мужского пола возрастом 18 – 20 лет, которые были разделены на три группы по 30 человек в каждой и подвергались интенсивным физическим нагрузкам разного уровня (порогового, среднего и пикового) в течение тренировочного процесса. Для создания нормативных показателей было обследовано 37 практически здоровых нетренированных мужчин 18 – 20 лет.
Адаптационный потенциал сердечно-сосудистой системы оценивали по методу Баевского Р. М. [1], уровень физического состояния – по Пироговой Е. А. [10]. Уровень физической работоспособности определяли по степ-тесту Гарвардского университета Broucha L. (1942) [11]. Определение максимального потребления кислорода проводили по методу Astrand P. O., Ryhming J. A. (1954) [14]. Моноциты были выделены по методу Recalde H. R. (1994) [9], нейтрофилы – на двойном (p = 1,095) градиенте плотности фиколла по модифицированной методике Boyum. Определяли спонтанную и индуцированную фагоцитарную, бактерицидную и секреторную активность моноцитов и нейтрофилов периферической крови. Для определения индуцированной активности моноциты и нейтрофилы предварительно инкубировали в растворе, содержащем 10 мг / л липополисахарида E. Coli, после чего проводили исследование по стандартным схемам. Биохимические исследования включали определение: внутриклеточного содержания диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА), гидроперекисей липидов (ГПЛ), активности каталазы и супероксиддисмутазы (СОД), содержания циклических (циклических аденозина и гуанина монофосфатов – цАМФ и цГМФ) и адениловых (аденозина три-, ди-, и монофосфатов – АТФ, АДФ и АМФ) нуклеотидов. Вычисляли интегральный коэффициент ПОЛ / АОЗ и энергетический заряд (ЭЗ) моноцитов и нейтрофилов. Характер выявленных изменений проанализирован с использованием методов вариационной статистики. Результаты принимали за статистически значимые при р < 0,05.
Результаты исследования показали, что физические нагрузки порогового уровня интенсивности существенно не влияли на фагоцитарную активность моноцитов и нейтрофилов: значения фагоцитарного индекса (ФИ) и фагоцитарного числа (ФЧ) находились в границах значений показателей здоровых нетренированных лиц. Существенные нарушения фагоцитарной активности моноцитов и нейтрофилов наблюдались при среднем уровне интенсивности физических нагрузок. Так, ФИ нейтрофилов составлял в среднем 73,3 ± 3,7%, что в 1,16 раза ниже показателей контрольной группы и в 1,13 раза ниже аналогичного показателя в группе спортсменов с пороговым уровнем нагрузки. ФЧ нейтрофилов равнялось в среднем 5,8 ± 0,3 у.е. и было ниже аналогичного показателя в контрольной группе в 1,21 раза (р < 0,01) и в 1,16 раза ниже, чем у спортсменов с физическими нагрузками порогового уровня. ФИ моноцитов составлял в среднем 64,2 ± 3,2%, что в 1,19 раза ниже нормы и в 1,14 раза ниже ФИ в группе пороговой нагрузки. ФЧ при этом было равно 4,6 ± 0,2 у.е., что в 1,17 раза и в 1,11 раза ниже таких же показателей в контроле и у спортсменов с пороговым уровнем физической нагрузки.
Наиболее существенное снижение спонтанной фагоцитарной активности нейтрофилов и моноцитов наблюдалось у спортсменов с пиковым уровнем интенсивности физических нагрузок. ФИ нейтрофилов был в данной группе в среднем в 1,38 раза ниже, чем в контрольной группе, и в 1,33 раза и в 1,19 раза ниже аналогичного показателя у спортсменов с пороговым и средним уровнем нагрузки; ФЧ было в 1,89 раза ниже показателей контрольной группы, в 1,81 и 1,57 раза ниже, чем у спортсменов с пороговым и средним уровнем нагрузки. ФИ моноцитов в данной группе было ниже, чем в контрольной группе, в 1,38 раза и ниже, чем у спортсменов с пороговым и средним уровнем нагрузки, в 1,32 и в 1,15 раза. Аналогичное снижение ФЧ моноцитов было в 1,38, 1,31 и 1,18 раза соответственно.
Установлено, что индуцированный фагоцитоз в контрольной группе был выше, чем спонтанный: ФИ нейтрофилов в 1,16 раза и моноцитов – в 1,19 раза; ФЧ – соответственно, в 1,66 раза и в 1,61 раза выше. У спортсменов также наблюдалось усиление индуцированного фагоцитоза, однако этот прирост был существенно меньшим, чем в контрольной группе. При этом отставание в приросте ФИ и ФЧ увеличивалось по мере увеличения физической нагрузки, особенно при пиковых уровнях нагрузок.
Физические нагрузки порогового уровня интенсивности существенно не влияли на бактерицидную активность моноцитов и нейтрофилов крови спортсменов. Напротив, увеличение физических нагрузок до среднего и пикового уровня интенсивности значительно снижало бактерицидную активность как нейтрофилов, так и моноцитов. Это касается и спонтанной, и индуцированной активности лейкоцитов.
Спонтанная секреторная активность моноцитов и нейтрофилов различалась как интенсивностью, так и спектром секретируемых медиаторов. При пороговом уровне нагрузок секреторные функции моноцитов не изменялись, но популяция нейтрофилов, наоборот, была более чувствительной к нагрузкам порогового уровня интенсивности: снижалась спонтанная секреция ими ИЛ-6, α-ИФН на фоне тенденции к снижению секреции ИЛ-8 и ФНО-α. При среднем уровне интенсивности физических нагрузок у спортсменов наблюдалось ещё большее угнетение спонтанной секреции всех медиаторов моноцитами и нейтрофилами. Наибольшее снижение секреторной активности наблюдалось при нагрузках пикового уровня интенсивности. Средний и пиковый уровень физических нагрузок угнетали также и индуцированную секреторную активность моноцитов и нейтрофилов.
Физические нагрузки влияли и на метаболический статус моноцитов и нейтрофилов периферической крови спортсменов. Исследуемые показатели ПОЛ и ферментативной системы АОЗ нейтрофилов и моноцитов в конце тренировочного процесса с пороговым уровнем интенсивности физических нагрузок существенно не изменились по сравнению с аналогичными показателями лиц контрольной группы. Физические нагрузки среднего и пикового уровня интенсивности отрицательно влияли на состояние процессов ПОЛ и активность ферментов системы АОЗ, что проявлялось увеличением внутриклеточных концентраций метаболитов ПОЛ (ДК, МДА, ГПЛ), недостаточностью активности каталазы и СОД, нарушением баланса в системе ПОЛ / АОЗ: увеличением с 0,199 ± 0,006 у.е. до 0,23 ± 0,007 у.е. (р < 0,001). Степень выраженности активации процессов ПОЛ, недостаточности ферментативной системы АОЗ в моноцитах и нейтрофилах зависела от интенсивности физических нагрузок спортсменов- пловцов и была максимальной при физических нагрузках пикового уровня интенсивности.
Нами установлено, что физические нагрузки порогового уровня интенсивности существенно не влияли на внутриклеточные концентрации цАМФ и цГМФ в нейтрофилах и моноцитах периферической крови спортсменов, что также не сопровождалось изменением физиологического соотношения между ними.
Физические нагрузки среднего и пикового уровней интенсивности вызывали дисбаланс в системе циклических нуклеотидов за счёт преимущественного повышения концентрации цАМФ, снижения АТФ и увеличения содержания АДФ и АМФ, что сопровождалось уменьшением ЭЗ моноцитов и нейтрофилов. Наиболее выраженные изменения метаболического статуса моноцитов и нейтрофилов вызывали физические нагрузки пикового уровня интенсивности. Пороговые нагрузки не изменяли метаболический статус моноцитов и нейтрофилов.
Знание характера и направленности изменений в иммунной системе и метаболизме спортсменов- пловцов в зависимости от интенсивности физических нагрузок позволяет по-новому подойти к оценке функционального состояния иммунной системы и метаболического статуса спортсменов для объективной оценки глубины адаптационных изменений и рисков их срыва. Специфичность наблюдаемых изменений у спортсменов, тренирующихся в разных режимах, указывает на необходимость дифференцированного подхода к разработке и применению иммунопрофилактических средств.
Список литературы
1. Баевский Р. М. Состояние и перспективы развития проблемы прогнозирования адаптивных возможностей здорового человека / Р. М. Баевский // Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума «Проблемы оценки и прогнозирования функционального состояния в прикладной физиологии». Фрунзе, 1988. – С. 16-18.
2. Биохимия мышечной деятельности / Волков Н. И., Несен Э. Н., Осипенко А. А., Корсун С. Н. – К: Олимпийская литература, 2000. – 503 с.
3. Бондаренко О. В. Влияние физических нагрузок на функциональную активность моноцитов и нейтрофилов периферической крови спортсменов-пловцов / О. В. Бондаренко, Е. В. Яковлева // Загальна патологія та патологічна фізіологія. – 2010. – №4. – С.34 – 36.
4. Вовк С. И. Особенности долговременной динамики тренированности / С. И. Вовк //Теория и практика физической культуры. – 2001. – № 2. – С. 28 – 31.
5. Гараева О. И. Влияние физической нагрузки на изменение содержания свободных аминокислот в плазме крови у спортсменов-пловцов / О. И. Гараева // Известия Академии наук Молдовы. Науки о жизни. – 2006. – № 3. – 23 – 29.
6. Іммунні показники у футболістів 15-16 років / О. В. Гаврилін, В. В. Макарець, О. Р. Лінніченко [и др.] // Загальна патологія та патологічна фізіологія. – 2009. – №4. – С.210 – 214.
7. Исследование содержания цитокинов у элитных лыжниц на разных этапах подготовки / Б. Б. Першин, А. Б. Гелиев, Г. Г. Чуракова [и др.] // Иммунология. – 2003. – № 3. – С.167 – 172.
8. Казімірко Н. К. Стан системи ейкозаноїдів та енергетичного обміну у борців залежно від кваліфікаційної категорії / Н. К. Казімірко, В. П. Ляпін // Медичні перспективи. – 2005. – № 4. – С.114 – 117.
9. Михеенко Т. В. Два метода получения обогащённой популяции моноцитов периферической крови / Т. В. Михеенко //Лабораторное дело. – 1987. – № 10. – С. 763 – 766.
10. 11.Пирогова Е. А., Иващенко Л. Я., Страпко Н. П. Влияние физических упражнений на работоспособность и здоровье человека. – .К.: Здоров’я, 1986. – 152 с.
11. Романенко В. А. Диагностика двигательных способностей. Учебное пособие. – Донецк; изд-во ДонНУ, 2005. – 290 с.
12. Сапин М. Р. Состояние органов иммунной системы после воздействия интенсивных физических нагрузок и в период восстановления / М. Р. Сапин, М. Г. Ткачук // Вестник Российской Академии медицинских наук. – 2001. – № 12. – С. 20 – 22.
13. Ступченко С. И. Коррекция с помощью антиоксидантов и энтеросорбентов изменений иммунных показателей спортсменов, занимающихся греко-римской борьбой / С. И. Ступченко // Український журнал клінічної та лабораторної медицини. – 2008. – №3. – С.95 – 99.
14. Astrand I. O. Nomogram for calculation of aerobic capacity (physical fitness) from pulse rate during submaximal work / Astrand I. O., Ryhming J. A. // Journal of Applied Physiology. – 1954.– V. 7, № 13.–p. 218 – 221.
