Физическое утомление, развивающееся вследствие напряженной интенсивной мышечной деятельности у спортсменов, спасателей и лиц, задействованных на тяжелом производстве, приводит к снижению работоспособности. К возникновению данного состояния могут приводить функциональные изменения в нервной системе [8]. Установлено, что утомление, вызванное интенсивными физическими нагрузками, сопровождается снижением активности ферментов системы антиоксидантной защиты в головном мозге, что может являться одним из факторов, лимитирующих работоспособность [6]. Снижение активности одного из ключевых ферментов обмена глутатиона – глутатионпероксидазы при физическом утомлении может быть обусловлено дефицитом селена [5]. Необходимо отметить, что население некоторых регионов России, в том числе районов Омской области, имеет низкую обеспеченность этим микроэлементом [3, 9]. В условиях интенсивных физических нагрузок потребность в нем особенно возрастает [1]. Это обуславливает необходимость проведения исследований, отражающих особенности влияния этого микроэлемента на систему антиоксидантной защиты при физическом утомлении.
Цель исследования – выявить влияние селенита натрия на активность ферментов системы антиоксидантной защиты в головном мозге крыс при утомлении, вызванном физическими нагрузками.
Материалы и методы исследования
Исследование проводили на 55 белых крысах-самцах массой тела 220–260 г. Физическое утомление моделировали методом принудительного плавания с грузом [4]. Исследуемые животные были разделены на пять групп. В первую группу вошли интактные животные (n = 10), которые не подвергались плаванию. Вторую группу (без утомления) составили контрольные крысы (n = 15), подвергавшиеся принудительному плаванию без груза в течение трех-семи минут через день в течение пяти недель эксперимента. Крыс третьей группы (с утомлением, n = 15) подвергали плаванию с грузом 10 % от массы тела в течение первых трех недель эксперимента через день, а последние две недели – ежедневно. Крыс четвертой группы (с утомлением + селенит натрия, n = 15) подвергали плаванию по схеме с утомлением, а на заключительной неделе эксперимента они получали селенит натрия внутрь в дозе 30 мкг/кг массы тела перед погружением в воду. Время плавания крыс третьей и четвертой групп ограничивали моментом опускания животного на дно бассейна. Для проведения эксперимента использовали бассейн с температурой воды 28–30 °С, глубиной 60 см, диаметром 45 см.
По окончании эксперимента проводили забор крови и головного мозга крыс. В плазме крови определяли концентрацию молочной и мочевой кислот и содержание глюкозы с использованием стандартных наборов реактивов фирм «Hospitex Diagnostics» и «Ольвекс Диагностикум». Из головного мозга крыс готовили 20 % гомогенаты с использованием 0,15 М раствора хлорида калия в стеклянном гомогенизаторе Поттера. В полученном супернатанте определяли содержание общего белка биуретовым методом, активность супероксиддисмутазы (СОД) по Т.В. Сирота [10], глутатионредуктазы (ГР) и глутатиопероксидазы (ГПО) по С.Н. Власовой с соавт. [2].
Результаты исследования обработаны статистически с помощью программы SPSS 13.0 for Windows. Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи непараметрического U-критерия Манна-Уитни. Результаты представлены в виде медианы (Ме) и межквартильных интервалов (Q1 и Q3).
Исследования проводили с соблюдением требований Европейской конвенции по защите позвоночных животных, применяемых для экспериментальных и других научных целей 86/609 ЕЕС.
Результаты исследования и их обсуждение
Из представленных в табл. 1 данных следует, что в условиях развившегося утомления у крыс развивается гиперлакцидемия и гипогликемия. Должно быть, возникший лактоацидоз усиливает процессы катаболизма пуриновых мононуклеотидов до мочевой кислоты [4]. Содержание последней в крови крыс с утомлением в 1,85 и 1,83 раза и превышает аналогичный показатель у интактных и контрольных животных соответственно (Р < 0,0001). Развившийся катаболизм пуринов сопряжен с активацией ксантиноксидазы, следствием чего, как известно, является избыточное генерирование активных форм кислорода и интенсификация процессов свободнорадикального окисления [7]. Это приводит к снижению активности ферментов антиоксидантной защиты в ткани головного мозга. В частности, у крыс третьей серии активность СОД снижена в 1,37 и 1,24 раза по сравнению с данным показателем в интактной и контрольной группах соответственно (Р < 0,009). В условиях развившегося утомления в ткани головного мозга снижается активность ферментов метаболизма глутатиона: ГР и ГПО. Активность ГР снижена в 1,22 раза по сравнению с интактными животными (Р = 0,025). Более выражено при утомлении снижение активности ГПО – в 1,74 и 2,19 раза по сравнению с аналогичным показателем в группах интактных и контрольных крыс соответственно (Р = 0,003).
Таблица 1
Влияние селенита натрия на биохимические показатели в крови крыс при утомлении, Ме [Q1;Q3]
Показатели |
Группы крыс |
|||
Интактные |
Контрольные |
С утомлением |
С утомлением + селенит натрия |
|
Лактат, ммоль/л |
5,75 (5,00;6,85) |
7,45 (6,85;7,83) |
10,9 *^ (9,80;11,77) |
7,30*# (6,50;9,75) |
Глюкоза, ммоль/л |
7,60 (7,00;9,30) |
7,40 (6,80;9,20) |
6,60 *^ (5,70;7,10) |
8,80# (8,40;9,15) |
Мочевая кислота, мкмоль/л |
77,00 (62,05;91,25) |
77,55 (60,55;100,4) |
142*^ (107;172) |
103*^# (95,8;122) |
Примечание. * – р < 0,05 по сравнению с интактной группой; ^ – р < 0,05 по сравнению с контрольной группой; # – р < 0,05 по сравнению с группой крыс с утомлением.
Введение крысам на фоне развившегося утомления селенита натрия ограничивает степень лакцидемии в 1,49 раза (Р = 0,001) и гипогликемии в 1,33 раза (Р = 0,003) по сравнению с животными третьей группы. По-видимому, это способствует ограничению урикемии. У крыс, получавших селенит натрия, содержание мочевой кислоты в крови в 1,38 раза ниже, чем аналогичный показатель в группе животных с утомлением без введения этого микроэлемента. Снижение концентрации мочевой кислоты свидетельствует о снижении катаболизма пуриновых мононуклеотидов и, соответственно, угнетении интенсивности ксантиноксидазной реакции, что ограничивает процессы свободнорадикального окисления. Последнее способствует увеличению активности СОД в ткани головного мозга крыс четвертой группы в 1,15 (Р = 0,03) и 1,42 (Р = 0,006) раза по сравнению с аналогичным параметром в данном органе животных второй и третьей групп. Поступление селенита натрия способствует повышению активности ГПО в ткани головного мозга крыс в 1,16 раза, а ГР – в 1,19 раза (Р = 0,039) по сравнению с аналогичным показателем у крыс третьей группы (табл. 2).
Таблица 2
Влияние селенита натрия на активность антиоксидантных ферментов в головном мозге крыс при утомлении, Ме [Q1;Q3]
Показатели |
Группы крыс |
|||
Интактные |
Контрольные |
С утомлением |
С утомлением + селенит натрия |
|
Супероксиддисмутаза, Ед/мг белка |
10,83 (10,20;11,72) |
9,75 (9,49;10,31) |
7,88*^ (6,87;8,28) |
11,19^# (9,89;11,90) |
Глутатионпероксидаза, МЕ/мг белка |
147 (139;178) |
185 (155;193) |
84,73*^ (62,44;94,72) |
98,04 (75,80;155) |
Глутатионредуктаза, МЕ/мг белка |
96,91 (83,14;110,4) |
83,63 (75,87;103,7) |
79,20* (74,70;84,59) |
94,10# (80,41;100,4) |
Примечание. * – р < 0,05 по сравнению с интактной группой; ^ – р < 0,05 по сравнению с контрольной группой; # – р < 0,05 по сравнению с группой крыс с утомлением.
Заключение
Утомление, возникающее вследствие интенсивных физических нагрузок, сопровождается снижением активности в ткани головного мозга ферментов антиоксидантной системы: супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы. Введение крысам с развившимся физическим утомлением селенита натрия нормализует активность вышеперечисленных энзимов в головном мозге, способствуя сглаживанию возникших при этом состоянии неблагоприятных для организма метаболических сдвигов.
Библиографическая ссылка
Корнякова В.В., Конвай В.Д., Ашвиц И.В., Муратов В.А. ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНИТА НАТРИЯ НА АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ПРИ ФИЗИЧЕСКОМ УТОМЛЕНИИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 6-2. – С. 266-268;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=11665 (дата обращения: 17.08.2024).