влияние различных концентраций антиоксидантов на

183
нації. Сучасний стан здоров’я дітей та підлітків в Україні. – [Eлектронний ресурс].
– Режим доступу: http://www.franko.lviv.ua/faculty/bzhd/OMZ/Lekcia_1_ND.pdf
9.
Основи психологічного і фізіологічного збереження здоров’я. - [Eлектронний
ресурс]. – Режим доступу: http://referaty.pp.ua/abstracts/ua/bgd/bgd_1087.php
10.
Поняття Культури. Сутність, структура та основні функції культури. Культура і
діяльність.
[Eлектронний
ресурс].
–
Режим
доступу:
http://daviscountydaycare.com/kultura--czivlzaczya/58-ponyattya-kulturi-sutnststruktura- a-osnovn-funkcz-kulturi-kultura--dyalnst.html
11.
Психічне здоров’я: підруч. / О.С. Чабан, В.Т. Ящук, Я.М. Несторович та ін. –
Тернопіль : Укредкнига, 2008. – 480 с.
12.
Соціально-просвітницькі тренінги з формування мотивації до здорового способу
життя та профілактики ВІЛ/СНІДу / С. В. Страшко, Л. А. Животовська та ін. – К.:
Освіта України, 2006. – 260 с.
13.
Тітов І. Г. Вступ до психофізіології / І. Г. Тітов. – К.: Академвидав, 2011. – 296 с.
УДК 796.071.5
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АНТИОКСИДАНТОВ
НА ПЕРЕКИСНЫЙ ГЕМОЛИЗ ЭРИТРОЦИТОВ
Станкевич Л.Г., к. физ. восп., доцент, Земцова И.И., к.б.н., професор
Национальный университет физического воспитания и спорта Украины
Приведены результаты исследования влияния комплекса биологически активных добавок
на ПГЭ (перекисный гемолиз эритроцитов) крови спортсменов.
Ключевые слова: биологически активные добавки, физическая культура, спорт.
Станкевич Л.Г., Земцова І.І. ВПЛИВ РІЗНИХ КОНЦЕНТРАЦІЙ АНТИОКСИДАНТІВ НА
ПЕРЕКИСНИЙ ГЕМОЛІЗ ЕРИТРОЦИТІВ / Національний університет фізичного виховання
та спорту, Україна.
Наведені результати дослідження впливу комплекса біологічно активних домішок на ПГЕ
(перекисний гемоліз еритроцитів) крові спортсменів.
Ключові слова: біологічно активні домішки, фізична культура, спорт.
Stankiewicz L.G., Zemtsova I.I. THE INFLUENCE OF DIFFERENT DENSITIES OF
ANTIOXIDANTS ON PEROXIDE GEMOLYSIS OF ERYTHROCYTES / National university of
physical education and sport Ukraine, Ukraine.
The results of investigation of influence of complex bioactive supplements on peroxide hemolysis
of red cells of blood of sportsmen are presented.
Key words: bioactive supplements, physical culture, sport.
ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ. АНАЛИЗ ПОСЛЕДНИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Известно, что образование в больших количествах свободных радикалов может бать
одной из причин снижения работоспособности спортсменов, специализирущиюхся в
видах спорта с преобладанием выносливости. Основной мишенью действия свободных
радикалов являются биологические мембраны, в которых имеется система защиты от
их негативного влияния. Среди всех биологических мембран наиболее
чувствительными к действию свободных радикалов и перекисного окисления липидов
(ПОЛ) являются эритроцитарные мембраны, состояние которых определяет
функциональную активность эритроцитов и, соответственно, кислородную емкость
крови.
Вісник Запорізького національного університету
№ 1(7), 2012
184
Среди множества показателей, характеризующих свойства эритроцитов, наиболее
важным является их резистенстность – устойчивость к разрушительным воздействиям
различных факторов, являющаяся интегральным показателем, позволяющим судить о
функциональном состоянии эритроцитов [1, 2, 3].
В основе изменения резистентности эритроцитов под влиянием изменения процессов
перекисного окисления (ПОЛ) изменения температуры и других факторов, лежат
конформационные модификации макромолекул и цитоплазматических мембран,
приводящие к изменениям активности ферментных систем, энергетического обмена,
агрегатного состояния и мобильности мембранных липидов, структуры воды и
транспорта веществ через мембраны [2, 3, 4].
В настоящее время имеется ограниченное количество публикаций, посвященных
изучению разных видов резистентности эритроцитов при воздействии физических
нагрузок, в том числе посвященных проблеме перекисной резистентности эритроцитов
при воздействии физических нагрузок раличного характера [2, 3, 4].
Было установлено, что одной из причин повышения проницаемости мембран
эритроцитов или их гемолиза являются процессы свободнорадикального окисления
липидных структур эритроцитов, усиливающиеся на фоне нарушения их
антиоксидантной защиты [2, 3].
Ранее нами установлен факт повышения физической работоспособности спортсменовтриатлонистов под влиянием двухнедельного потребления комплекса антиоксидантов
(витаминов С, Е, липоевой кислоты и селена), а также изучено влияние
антиоксидантного комплекса на показатели метаболизма в процессе подготовки
спортсменов-триатлонистов [4]. В связи с этим несомненный интерес вызывают
исследования механизма влияния различных концентраций каждого из них, а также
всего комплекса в целом на перекисный гемолиз эритроцитов в условиях in vitro.
ЦЕЛЬ ИСЛЕДОВАНИЯ
Изучение влияния различных концентраций отдельных АО, а также их комплекса на
перекисный гемолиз эритроцитов.
МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Перекисный гемолиз эритроцитов определяли колориметрическим методом [3, 4].
Для исследования использовали капиллярную кровь доноров, из которой получали так
называемые «отмытые» эритроциты, которые, в отличие от цельной крови, не
содержали водо- и жирорастворимых антиоксидантов плазмы крови, а также
метаболитов, минералов, ферментов, других форменных элементов крови. Для
статистического анализа полученных результатов использовали стандартные
компьютерные программы.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Нами установлено, что различные концентрации всех исследуемых антиоксидантов в
присутствии экзогенной Н2О2 оказывают разное влияние на гемолиз эритроцитов. В
частности, самая низкая концентрация витамина С (0,005%) оказывает наибольшее
стабилизирующее действие на мембраны эритроцитов, сопровождающееся снижением
гемолиза относительно контрольных проб, содержащих только эритроциты. С
увеличением концентрации витамина С интенсивность гемолиза возрастает (рис. 1).
Полученные нами данные по влиянию витамина С на перекисный гемолиз эритроцитов
противоречат некоторым данным научной литературы о том, что роль малых
концентраций витамина С, в основном, прооксидантна [1, 3]. Поскольку в данном
случае использовались «отмытые» эритроциты, то, по-видимому, обнаруженный
Фізичне виховання та спорт
185
стабилизирующий эффект при использовании низких концентраций витамина С
обусловлен непосредственным его влиянием на эритроцитарную мембрану,
сопровождающимся повышением ее резистентности. Повышенные же концентрации
данного антиоксиданта могут вызвать снижение рН инкубационной среды, что может
способствовать усилению гемолиза.
Разные концентрации селена, в отличие от ожидаемого антиоксидантного эффекта, ни
при одной из используемых концентраций в условиях in vitro не оказывали
значительного стабилизирующего действия, а по мере увеличения его концентрации
перекисный гемолиз еще более возрастал.
Обнаруженный эффект может быть обусловлен тем, что селен входит в состав
фермента глутатионпероксидазы, который сосредоточен в цитоплазме и оказывает свое
антиоксидантное действие только посредством активации этого фермента. Однако в
нашем эксперименте мы использовали «отмытые» эритроциты и поэтому в
инкубационной смеси глутатионпероксидазы не было. Возможно, используемый нами
препарат «Неоселен» во всех иследуемых концентрациях вызывал структурные
изменения в эритроцитарной мембране, приводящие к усилению гемолиза, более
выраженного при высоких концентрациях селена, которые, как известно, оказывают
также и токсическое действие [1, 3].
Тиоловый антиоксидант – липоевая кислота в широком диапазоне концентраций
оказывала стабилизирующее действие на мембраны эритроцитов, снижая их
перекисный гемолиз (рис. 2). Более выраженное стабилизирующее действие липоевая
кислота оказывала при низких концентрациях.
8
*
*
Гемолиз эритроцитов, %
7
6
5
4
3
2
1
0
0
0.005
0.05
0.5
5
Концентрация витамина С, %
Рис. 1. Влияние различных концентраций витамина С на перекисный гемолиз
эритроцитов в условиях in vitro
Примечание: * - различия достоверны относительно контроля (р<0,05)
Вісник Запорізького національного університету
№ 1(7), 2012
186
Содержащиеся в липоевой кислоте – SH – группы могут повышать их общее
содержание в инкубационной смеси и тем самым влиять на активность мембранных
ферментов, а также активность супероксиддисмутазы (СОД), в активном центре
которой они находятся. Высокие же концентрации липоевой кислоты, являющейся
донором –SH- групп, могут блокировать активный центр СОД, вызывая снижение
активности этого фермента, что сопровождается усилением генерации Н2О2 и
стимуляции гемолиза эритроцитов.
Из данных литературы известно, что для внедрения токоферола – жирорастворимого
антиоксиданта - мембраны необходимо определенное время. В связи с этим мы
предварительно преинкубировали токоферол с эритроцитами при температуре 37ºС в
течение 15 мин при легком встряхивании. Было установлено, что наибольшее
стабилизирующее действие на мембраны эритроцитов токоферол оказывает при низких
концентрациях, а высокие вызывают усиление гемолиза.
6
Гемолиз эритроцитов, %
5
*
*
4
*
3
2
1
0
0
0.0005
0.005
0.05
0.5
Концентрация липоевой кислоты, %
Рис. 2. Влияние различных концентраций липоевой кислоты на перекисный гемолиз
эритроцитов.
Примечание: * - различия достоверны относительно контроля (р<0,05).
Как известно, токоферол локализован в биологических мембранах и в их составе
осуществляет свое антиоксидантное действие. Исходя из полученных результатов
следует, что по-видимому, для насыщения эритроцитарной мембраны достаточно
низких концентраций токоферола. В условиях in vitro, мы получили самое выраженное
(по сравнению со всеми исследуемыми нами антиоксидантами) стабилизирующее
действие токоферола на мембраны эритроцитов – отмечалось снижение гемолиза
приблизительно в 3 раза относительно контрольных проб.
Фізичне виховання та спорт
187
Исходя из полученных данных мы провели дальнейшие исследования (рис. 3),
связанные с изучением влияния совокупности антиоксидантов (витаминов С, Е,
липоевой кислоты, а также селена) в концентрациях, вызывавших в проведенных
исследованиях максимальное угнетение гемолиза: в этот комплекс вошли витамин С
(0,005 %), витамин Е (0,1 %); липоевая кислота (0,005 %), селен (0,0023 %).
Исследования показали, что используемый нами комплекс антиоксидантов, вносимый в
этих концентрациях, вызвал снижение гемолиза эритроцитов в 2 раза по сравнению с
контрольной пробой, содержащей только “отмытые” эритроциты. Увеличение
*
7
Гемолиз эритроцитов, %
6
5
4
*
3
2
1
0
Контроль
20 мкл
50 мкл
Рис. 3. Влияние 20 и 50 мкл смеси антиоксидантов на перекисный гемолиз эритроцитов
в условиях in vitro
Примечание: * - различия достоверны относительно контроля
концентраций составляющих комплекса антиоксидантов приводило к усилению
гемолиза эритроцитов на 24 % и более относительно контрольной пробы.
Полученный эффект снижения гемолиза эритроцитов оказался ниже, или примерно
равным тому, который вызывали токоферол и липоевая кислота в отдельности (в 1,96 и
2,6 раза соответственно). Это может быть обусловлено тем, что используемые
составляющие комплекса могут между собой взаимодействовать, усиливая или снижая
общее влияние на эритроцитарные мембраны, снижая или повышая их резистентность.
Не исключен также тот факт, что в экспериментах, проведенных ранее по изучению
перекисного гемолиза эритроцитов, использовали цельную кровь, содержащую
продукты обмена: водо- и жирорастворимые витамины, минералы и другие вещества,
обладающие антиоксидантным действием. Возможно, что при исследовании
перекисного гемолиза цельной крови происходит взаимодействие экзогенных
Вісник Запорізького національного університету
№ 1(7), 2012
188
антиоксидантов с теми эндогенными, которые в ней содержатся, что обуславливает
несколько иные эффекты.
В связи с этим полученные нами данные для объяснения механизма влияния
антиоксидантов на перекисный гемолиз эритроцитов требует дальнейших
исследований, связанных с изучением используемых антиоксидантов на перекисный
гемолиз эритроцитов цельной крови.
ВЫВОДЫ
1.
Максимальное угнетение гемолиза эритроцитов в условиях in vitro вызывали
антиоксиданты в таких концентрациях: витамин С (0,005 %), витамин Е (0,1 %);
липоевая кислота (0,005 %), селен (0,0023 %).
2.
Наибольшее стабилизирующее действие на мембраны эритроцитов оказали
токоферол (снижал гемолиз эритроцитов почти в 2 раза) и липоевая кислота (в 2,5
раза).
3.
Полученные данные свидетельствуют о том, что стабилизирующее действие на
мембраны эритроцитов оказывают только самые низкие концентрации всего
комплекса антиоксидантов, вызывая в больших концентрациях снижение
резистентности эритроцитов.
Полученный нами эффект снижения гемолиза эритроцитов оказался ниже того,
который вызывали токоферол и липоевая кислота в отдельности. Это может быть
обусловлено тем, что используемые составляющие комплекса в условиях in vitro могут
между собой взаимодействовать, усиливая или снижая общее влияние на
эритроцитарные мембраны, снижая или повышая их резистентность. Не исключен
также тот факт, что в экспериментах, проведенных ранее по изучению перекисного
гемолиза эритроцитов, использовали цельную кровь, содержащую в том числе
вещества, обладающие антиоксидантным действием. Возможно, что при исследовании
перекисного гемолиза цельной крови происходит взаимодействие экзогенных
антиоксидантов с эндогенными, входящими в ее состав, что обуславливает несколько
иные эффекты. Полученные нами данные не достаточны для раскрытия механизма
влияния антиоксидантов на перекисный гемолиз эритроцитов. В связи с этим
требуются дальнейшие исследования, связанные с изучением влияния используемых
нами антиоксидантов на перекисный гемолиз эритроцитов цельной крови.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Кулиненков Д.О. Лекарственные препараты спорта / Д.О. Кулиненков,
О.С. Кулиненков // Справочник фармакологии. – М.: ВМА, 2002. – 289 с.
2.
Ляпин В.П. Использование показателей резистентности эритроцитов при
планировании тренировочных нагрузок / Ляпин В.П. и др. // Сучасні досягнення
валеології та спортивної медицини: V Всеукр. наук.-практ. конф. – Одеса:
Чорномор’я, 1999. – С. 51-53.
3.
Смульский В.Л. Повышение устойчивости организма к напряженной мышечной
деятельности путем коррекции состояния его антиоксидантной системы /
В.Л. Смульский, И.И. Земцова, Д.А. Сутковой // Наука в Олимпийском спорте. –
1999. – Спец. выпуск. – С. 87-92.
4.
Станкевич Л.Г. Мониторинг показателей метаболизма у гребцов на байдарках и
каноэ на общеподготовительном этапе подготовительного периода подготовки /
Л.Г. Станкевич, И.И. Земцова, Г.В. Гатилова // Физическое воспитание студентов.
– 2011. - № 2. – С. 89-92.
Фізичне виховання та спорт