ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭРИТРОЦИТОВ У ЛИЦ, НАЧАВШИХ РЕГУЛЯРНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ТРЕНИРОВКИ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДА НИЗКОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭРИТРОЦИТОВ У ЛИЦ, НАЧАВШИХ РЕГУЛЯРНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ТРЕНИРОВКИ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДА НИЗКОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

Научная статья

Воробьева Н.В.¹*, Бекетов А.Н.², Бекетов И.Н.³, Калюбаев В.Н.⁴

^{1, 2, 3, 4} Юго-Западный государственный университет, Курск, Россия

*Корреспондирующий автор (ilmedv1[at]yandex.ru)

Аннотация

Реологические параметры эритроцитов во многом определяют процессы микроциркуляции и обмена веществ во всех тканях. Оценка их особенностей у людей с низкой физической активностью, начавших регулярно испытывать умеренные физические нагрузки, может помочь полнее раскрыть механизмы оптимизации  микрореологических свойств эритроцитов.  Группа наблюдения состояла из 45 мужчин  второго зрелого возраста, начавших регулярные занятия в легкоатлетической секции 3 раза в неделю, которые ранее имели низкую физическую активность. Группа контроля состояла из 42 мужчин  того же возраста, которые не менее 10 лет регулярно посещали 3 раза в неделю секцию легкой атлетики. Применены биохимические, гематологические и статистические методы исследования. За 6 месяцев физических тренировок у лиц, ранее имевших низкую физическую активность, отмечено устранение дисбаланса метаболитов арахидоновой кислоты, понижение уровня холестерина и ацилгидроперекисей при повышении в них общего фосфолипидов. Через 6 месяцев у этих лиц отмечено повышение эритроцитов-дискоцитов на 8,2% при понижении уровня на 18,5% и 2,1 раза, соответственно, обратимо и необратимо измененных эритроцитов.  Ясно, что для лиц второго зрелого возраста, начавших регулярные физические нагрузки после длительного периода низкой физической активности свойственно постепенное улучшение цитоархитектонических свойств эритроцитов, что улучшало у них процессы  микроциркуляции и активировало обмен веществ.

Ключевые слова: второй зрелый возраст, длительная низкая физическая активность, эритроциты, поверхностные свойства мембраны, легкоатлетические нагрузки.

PHYSIOLOGICAL REACTION OF RHEOLOGICAL PARAMETERS OF ERYTHROCYTES IN PERSONS WHO STARTED REGULAR PHYSICAL TRAINING AFTER A LONG PERIOD OF LOW PHYSICAL ACTIVITY

Research article

Vorobyeva N.V.¹*, Beketov A.N.², Beketov I.N.³, Kalyubaev V.N.⁴

^{1, 2, 3, 4} Southwest State University, Kursk, Russia

* Corresponding author (ilmedv1[at]yandex.ru)

Abstract

The rheological parameters of red blood cells largely determine microcirculation and metabolism in all tissues. The evaluation of their characteristics in people with low physical activity, who began to take moderate physical activity regularly, can help to reveal the mechanisms for optimizing the micro-rheological properties of red blood cells fully. The observation group consisted of 45 men of the second adulthood, who began regular classes in the athletics section 3 times a week, who previously had low physical activity. The control group consisted of 42 men of the same age who regularly visited the athletics section 3 times a week for at least ten years. The authors applied biochemical, hematological, and statistical research methods. After six months of physical training, people who previously had low physical activity noted the elimination of the imbalance of arachidonic acid metabolites, lowering cholesterol and acyl hydroperoxides with an increase in their total phospholipids. In 6 months, these individuals showed an increase in red blood cell-discocytes by 8.2% with a decrease in levels of 18.5% and 2.1 times, respectively, of reversibly and irreversibly changed red blood cells. It is clear that a gradual improvement in the cytoarchitectonic properties of red blood cells is typical for people of the second adulthood, who began regular physical activity after a long period of low physical activity, which improved their microcirculation processes and activated metabolism.

Keywords: second adulthood, prolonged low physical activity, red blood cells, surface properties of the membrane, athletics loads.

Введение

Для современного общества весьма характерна низкая физическая активность [3]. Ее наличие способствует реализации различной наследственной предрасположенности к патологии, что было прослежено на различных категориях населения индустриально развитых стран [8], [9]. Последствия низкой физической активности у человека проявляются уже у молодых в виде увеличения частоты временной нетрудоспособности за счет ослабления резервов организма и постепенного развития предпатологических и патологических состояний [2]. С возрастом низкая физическая активность  ведет к утяжелению многих заболеваний и их хроническому  течению  [7], [10].

Замечено, что низкая физическая активность отрицательно влияет на многие показатели крови. Это связано с тем, что это состояние вызывает развитие в организме ряда функционально невыгодных изменений [6]. Низкая физическая активность уже в молодом возрасте сопровождается микрореологическими  дисфункциями клеток  крови, приводя к гипоксии в тканях [2]. Формирующаяся при этом нехватка кислорода нарушает метаболизм во всем организме. Данная ситуация создает основы для развития патологии во внутренних органах и способствует появлению стойкого спазма сосудов [11]. Было прослежено, что на фоне низкой физической активности часто могут создаваться условия для повышения артериального давления, ведущие к постепенному  развитию артериальной гипертонии. Кроме того, в этих условиях могут ухудшаться реологические свойства наиболее многочисленной популяции форменных элементов крови – эритроцитов, что проявляется уже в молодом и первом зрелом возрасте, отягощая имеющуюся патологию и способствуя формированию резистентности к проводимой медикаментозной терапии [10]. Учитывая выраженность негативных влияний низкой физической активности на организм, актуальным становится  поиск путей выхода из данного состояния, способных улучшить реологические свойства крови и в первую очередь эритроцитов у трудоспособной и квалифицированной части работающего населения – лиц второго зрелого возраста. В работе поставлена цель: оценить динамику микрореологических свойств эритроцитов у лиц, начавших во втором зрелом возрасте регулярные беговые упражнения после длительного этапа  низкой физической активности.

Материалы и принципы исследования

Проведение выполненного исследования одобрено локальным этическим комитетом Юго-Западного государственного университета г.Курск (Россия) 14 мая 2014 (протокол №7). Все обследованные дали письменное информированное согласие на участие в проведенном исследовании.

Работа выполнена на людях, проживающих в г.Курск и Курской области. Обследовано 45 мужчин зрелого возраста (средний возраст 44,9±2,2 лет), которые ранее избегали регулярных физических нагрузок. Все они начали 3 раза в неделю выполнять регулярные беговые упражнения длительностью не менее 1 часа. Группа контроля  состояла из 42 здоровых мужчин второго зрелого возраста (средний возраст 42,8±2,6 лет), которые регулярно не менее 10 лет тренировались в секции легкой атлетики 3 раза в неделю при длительности каждого занятия не менее 1 часа. Имеющиеся у некоторых лиц из группы наблюдения и группы  контроля хронические болезни (хронический бронхит, хронический тонзиллит, хронический холецистит) находились в состоянии длительной стойкой ремиссии.

В плазме крови обследованных определяли содержание метаболита тромбоксана А₂ – тромбоксана В₂ и метаболита простациклина – 6-кето-простагландина F_1α в ходе  иммуноферментного анализа реактивами фирмы «Enzo Life science» (США).

После отмытия в эритроцитах определяли содержание холестерола (ХС) набором «Витал Диагностикум» (Россия) и общих фосфолипидов по уровню в них фосфора [5]. Перекисное окисление липидов внутри эритроцитов выясняли в отмытых эритроцитах по содержанию ацилгидроперекисей и малонового диальдегида [1].

Содержание в крови форм эритроцитов определяли в ходе световой фазово-контрастной микроскопии.

Группа наблюдения обследовалась исходно, через 3 и 6 мес. физических нагрузок. Обследованные из группы контроля обследовались однократно.

Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась t-критерием Стьюдента.

Основные результаты

В исходе в крови обследованных имелось повышение уровня тромбоксана В₂ по сравнению с контролем  на 28,5% (p<0,01) и повышение  6-кето-простагландина F_1α по сравнению с группой контроля  на 14,4% (p<0,01) (табл. 1).

 

Таблица 1 – Гематологические показатели у лиц, начавших регулярные беговые тренировки после длительного периода низкой физической активности

Параметры	Группа наблюдения, n=45, M±m			Группа контроля, n=42, М±m
	начало наблюдения	3 мес. наблюдения	6 мес. наблюдения
Тромбоксан В2, пг/мл	208,5±0,72 р<0,01	197,4±0,69 р<0,01	188,4±0,61 р1<0,05	162,2±0,72
6-кето-простагландин F1α, пг/мл	83,0±0,35 р<0,01	86,4±0,39 р<0,05	93,1±0,42 р1<0,05	95,0±0,45
ХС эритроцитов, мкмоль/1012эр.	1,07±0,012 р<0,01	1,03±0,010 р<0,05	0,97±0,009 р1<0,05	0,94±0,010
ОФЛ эритроцитов, мкмоль/1012эр.	0,64±0,010 р<0,01	0,66±0,012 р<0,05	0,71±0,008 р1<0,05	0,73±0,015
АГП эритроцитов, Д233/1012эр.	4,03±0,017 р<0,01	3,71±0,014 р<0,01	3,36±0,020 р1<0,01	3,11±0,016
МДА эритроцитов, нмоль/1012эр.	1,89±0,009 р<0,01	1,69±0,011 р<0,05	1,52±0,008 р1<0,01	1,36±0,014
Эритроциты-дискоциты, %	77,8±0,27 р<0,01	80,6±0,22 р<0,05	85,2±0,25 р1<0,05	87,3±0,18
Обратимо изм. эритроциты, %	14,1±0,19 р<0,01	12,6±0,15 р<0,01 р1<0,05	11,9±0,21 р1<0,01	9,5±0,10
Необратимо изм. эритроциты, %	8,1±0,10 р<0,01	6,8±0,12 р<0,01 р1<0,05	3,9±0,11 р1<0,01	3,2±0,15

Примечание: р – достоверность различий значений группы наблюдения с показателями группы контроля; р₁ – достоверность динамики показателей группы наблюдения по сравнению с уровнем при начале наблюдения

 

В мембранах эритроцитов лиц с низкой физической активностью до начала регулярных беговых упражнений уровень холестерола превышал контроль на 13,8%, а ОФЛ был ниже контрольных значений на 14,1% (p<0,01). При этом в эритроцитах физически нетренированных лиц в начале наблюдения количество ацилгидроперекисей и малонового диальдегида превышали аналогичные показатели в контроле на 29,6% (p<0,01) и на 38,9% (p<0,01), соответственно.

В начале наблюдения у имевших низкую физическую активность отмечено понижение на 12,2% в крови содержания эритроцитов-дискоцитов по сравнению с группой контроля (p<0,01) (таблица).   Количество обратимо и необратимо измененных форм эритроцитов в их крови было увеличено по сравнению с контролем на более чем 48,4% и в 2,5 раза, соответственно (p<0,01).

У лиц, имевших долго низкую физическую активность на фоне регулярных нагрузок, имелось ослабление  дисбаланса тромбоксана В₂ за 3 мес. на 5,6%, за 6 мес.  на 10,7% (p<0,05) и увеличение 6-кето-простагландина F_1α за 3 мес. на 4,1%, за 6 мес. на 12,2% (p<0,05).

В мембранах эритроцитов лиц группы наблюдения на фоне выполнения ими  физических нагрузок  отмечено понижение уровня ХС на 3,9% через 3 мес. и на 10,3% через 6 мес. наблюдения. Это сопровождалось повышением в них ОФЛ на 3,1% и 10,9% (p<0,05), в эти сроки соответственно. При этом в эритроцитах начавших физические тренировки лиц найдено понижение АГП (на 8,6% к 3 мес. и на 19,9% (p<0,01) к 6 мес.) и МДА через 3 мес. физических тренировок  на 11,8% (p<0,05), через 6 мес.  на 24,3% (p<0,01).

У лиц, начавших испытывать регулярные физические нагрузки, отмечено повышение в крови процентного содержания эритроцитов-дискоцитов по сравнению с началом наблюдения (через 3 мес. на 3,6%, через 6 мес. на 9,5%, p<0,05) (таблица).   Количество обратимо и необратимо измененных форм эритроцитов в крови лиц группы наблюдения постепенно понижалось на 18,5% (p<0,01) и в 2,1 раза (p<0,01), соответственно.

Обсуждение

Сохранение оптимального состояния человеческого организма возможно только в условиях регулярной физической активности [4]. При этом низкая физическая активность ведет к предпатологическим состояниям и ускоряет развитие патологии [10]. Это связано в первую очередь с негативным влиянием гиподинамии на реологические свойства крови.

Известно, что гиподинамия ведет к развитию  микроореологических нарушений форменных элементов крови,  особенно эритроцитов. Избыток продуктов переоксидации липидов в эритроцитах  вызывает перестройки  мембран этих клеток, что ухудшает их функции [3]. Это усугубляется развитием при низкой физической активности липидного дисбаланса в мембранах эритроцитов, который дополнительно способствует ухудшению функционирования этих форменных элементов крови. Формирующиеся изменения количества и соотношения в их мембранах фосфолипидов и холестерина, видимо, являются функционально невыгодными. Они нарушают в эритроцитах избирательную проницае­мость и вязкость мембраны и негативно сказываются на мембранно-связанных белках в результате модификации их вторичной структуры. Складывающаяся ситуация весьма негативно влияет на состояние мембран значительной части эритроцитов.

Достоверное повышение числа обратимо измененных эритроцитов и увеличение их необратимо измененных форм неизбежно ведут к росту в крови этих людей количества эритроцитарных агрегатов и затруднению кровотока.

В сосудистой стенке лиц с низкой физической активностью понижается синтез биологически активных веществ, способных повлиять на эритроциты. При этом в их крови нарастает уровень проагрегантов. Найденная в группе наблюдения интенсификация синтеза тромбоксана и депрессия простациклина формирует микрореологические дисфункции эритроцитов, что  негативно влияет на процессы микроциркуляции.

Для оздоровления в этой ситуации организм в настоящем исследовании лицам с низкой физической активностью назначались регулярные, посильные легкоатлетические физические нагрузки. На их фоне у обследованных сокращение количества продуктов переоксидации липидов в эритроцитах, что  способствовало оптимизации состояния мембран этих клеток. Эффект усиливался в ходе повышения физической активности положительной динамикой липидного состава мембран эритроцитов, что позитивно влияет на функционирование этих форменных элементов крови [10]. Позитивные изменения количества и соотношения в их мембранах фосфолипидов и холестерина явились функционально выгодными и приближали к оптимуму в эритроцитах избирательную проницае­мость и вязкость их мембраны, а также улучшали состояние вторичной структуры мембранно-связанных белков значительной части эритроцитов.

Как показало проведенное исследование, начало регулярных физических нагрузок у лиц, ранее длительно имевших  низкую физическую активность, свойственно понижение содержания в их крови обратимо и необратимо измененных форм эритроцитов на фоне тенденции к росту количества их дискоидных форм. Понижение при этом числа обратимо измененных эритроцитов и снижения их необратимо измененных форм приводило к уменьшению в крови этих людей количества эритроцитарных агрегатов и снижению степени вовлеченности в них все новых эритроцитов..

Заключение

Низкая физическая активность часто сопровождается увеличением количества поверхностно измененных форменных элементов крови. Особенно часто это отмечается у эритроцитов, что тормозит микроциркуляцию и ослабляет обмен веществ.  При наличии регулярных беговых упражнений у лиц второго зрелого возраста, длительно имевших низкую физическую активность, в эритроцитах тормозится перекисное окисление липидов. Это сопровождается понижением в их крови числа измененных форм эритроцитов, что способствует  активации трофики в тканях. Учитывая неполное восстановление микрореологических нарушений после 6 мес. физических тренировок у лиц, ранее имевших низкую физическую активность, представляется рациональным рекомендовать им продолжать испытывать физические нагрузки с контролем состояния цитоархитектоники их эритроцитов. 

Финансирование Исследование выполнено на собственные средства авторов.	Funding The study was carried out at the authors own expense.
Благодарности Авторы выражают благодарность администрации Юго-Западного государственного университета за создание условий, благоприятных для проведения исследований.	Acknowledgement The authors thank the administration of Southwestern State University for creating an environment conducive to research.
Конфликт интересов Не указан.	Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Волчегорский И.А. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма / И.А. Волчегорский, И.И.Долгушин, О.Л. Колесников, В.Э. Цейликман.– Челябинск: изд-во Челябинского государственного педагогического университета, 2000. –167с.
2. Драпкина О.М. Гиподинамия – болезнь века: низкая физическая активность как фактор риска заболеваний сердечно-сосудистой системы и преждевременного старения / О.М. Драпкина, Р.Н. Шепель // Кардиология: новости, мнения, обучение. –2015.–№3(6).– С.53–58.
3. Завалишина С.Ю. Функциональные особенности эритроцитов у здоровых молодых людей, не тренирующихся физически / С.Ю. Завалишина, Т.С. Фадеева // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. –2011.– № 2.– С.55-62.
4. Киперман Я.В. Активность кровяных пластинок у молодых людей под действием умеренных регулярных физических нагрузок / Я.В. Киперман, С.Ю. Завалишина, Н.В. Кутафина // Современные проблемы науки и образования. – 2014.– №6.– С. 1413.
5. Колб В.Г. Справочник по клинической химии / В.Г. Колб, В.С. Камышников . – Минск: изд-во Беларусь, 1982. – 367с.
6. Махов А.С. Функциональное состояние юных футболистов с астенией, получавших комплекс реабилитационных воздействий / А.С. Махов, И.Н. Медведев // Теория и практика физической культуры. – 2019.– № 2.– С. 10.
7. Махов А.С. Функциональные основы мотивации инвалидов с поражением опорно-двигательного аппарата к занятиям адаптивным спортом / А.С. Махов, И.Н. Медведев // Теория и практика физической культуры. – 2019.– №10.– С. 59.
8. Махов А.С. Функциональные характеристики физически нетренированных детей с синдромом Дауна / А.С. Махов, И.Н. Медведев // Теория и практика физической культуры. – 2019. – №7. – С.42.
9. Филиппов Е.В. Анализ низкой физической активности среди трудоспособного населения Рязанской области (по данным исследования Меридиан-РО) / Е.В. Филиппов, В.С. Петров // Клиницист.– –№ 9(3). – С.22–27.
10. Skoryatina I.A. Some aspects of rreatment of patients having dyslipidemia on the background of hypertension / I.A. Skoryatina, S.Y. Zavalishina, O.N. Makurina, G.S. Mal, O.V. Gamolina // Prensa Medica Argentina. – 2017. – Vol.103 (3). – P.3.
11. Zavalishina S.Y. Restoration of physiological activity of platelets in new-born calves with iron deficiency / S.Y. Zavalishina // Biomedical and Pharmacology Journal. – 2017. – Vol.10 (2). – P.711-716.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Volchegorskij I.A. Eksperimental'noe modelirovanie i laboratornaya ocenka adaptivnyh reakcij organizma [Experimental modeling and laboratory assessment of adaptive body reactions]/ I.A. Volchegorskij, I.I.Dolgushin, O.L. Kolesnikov, V.E. – CHelyabinsk: izd-vo CHelyabinskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta [Chelyabinsk: publishing house of the Chelyabinsk State Pedagogical University], 2000. –167p. [in Russian]
2. Drapkina O.M. Gipodinamiya – bolezn' veka: nizkaya fizicheskaya aktivnost' kak faktor riska zabolevanij serdechno-sosudistoj sistemy i prezhdevremennogo stareniya [Hypodynamia - a disease of the century: low physical activity as a risk factor for diseases of the cardiovascular system and premature aging]/ O.M. Drapkina, R.N. SHepel' // Kardiologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Cardiology: news, opinions, training]. –2015.–№3(6).– P.53–58. [in Russian]
3. Zavalishina S.YU. Funkcional'nye osobennosti eritrocitov u zdorovyh molodyh lyudej, ne treniruyushchihsya fizicheski [Functional features of red blood cells in healthy young people who do not exercise physically]/ S.YU. Zavalishina, T.S. Fadeeva // Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti [Bulletin of the Peoples' Friendship University of Russia. Series: Ecology and Life Safety]. –2011.– № 2.– P.55-62. [in Russian]
4. Kiperman YA.V. Aktivnost' krovyanyh plastinok u molodyh lyudej pod dejstviem umerennyh regulyarnyh fizicheskih nagruzok [Blood plate activity in young people under moderate regular physical exertion]/ YA.V. Kiperman, S.YU. Zavalishina, N.V. Kutafina // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education]. – 2014.– №6.– P. 1413. [in Russian]
5. Kolb V.G. Spravochnik po klinicheskoj himii [Clinical Chemistry Handbook]/ V.G. Kolb, V.S. Kamyshnikov . – Minsk: izd-vo Belarus' [], 1982. – 367p. [in Russian]
6. Mahov A.S., Funkcional'noe sostoyanie yunyh futbolistov s asteniej, poluchavshih kompleks reabilitacionnyh vozdejstvij [Functional state of junior footballers with asthenia after rehabilitation complex]/ A.S. Mahov, I.N. Medvedev // Teoriya i praktika fizicheskoj kul'tury [Teoriya i Praktika Fizicheskoy Kultury]. – 2019.– № 2.– P.10. [in Russian]
7. Mahov A.S. Funkcional'nye osnovy motivacii invalidov s porazheniem oporno-dvigatel'nogo apparata k zanyatiyam adaptivnym sportom [Functional basics of motivation of people with musculoskeletal disorders for adaptive sports practices]/ A.S. Mahov, I.N. Medvedev // Teoriya i praktika fizicheskoj kul'tury [Teoriya i Praktika Fizicheskoy Kultury]. – 2019.– №10.– P.59. [in Russian]
8. Mahov A.S. Funkcional'nye harakteristiki fizicheski netrenirovannyh detej s sindromom Dauna [Functional characteristics of physically unfit children with Down syndrome]/ A.S. Mahov, I.N. Medvedev // Teoriya i praktika fizicheskoj kul'tury [Teoriya i Praktika Fizicheskoy Kultury]. – 2019. – №7. – P.42. [in Russian]
9. Filippov E.V. Analiz nizkoj fizicheskoj aktivnosti sredi trudosposobnogo naseleniya Ryazanskoj oblasti (po dannym issledovaniya Meridian-RO) [Analysis of low physical activity among the able-bodied population of the Ryazan region (according to the study of Meridian-RO)] / E.V. Filippov, V.S. Petrov // Klinicist [Clinician].– 2015.–№ 9(3). – P.22–27. [in Russian]
10. Skoryatina I.A. Some aspects of rreatment of patients having dyslipidemia on the background of hypertension / I.A. Skoryatina, S.Y. Zavalishina, O.N. Makurina, G.S. Mal, O.V. Gamolina // Prensa Medica Argentina. – 2017. – Vol.103(3). – P.3.
11. Zavalishina S.Y. Restoration of physiological activity of platelets in new-born calves with iron deficiency / S.Y. Zavalishina // Biomedical and Pharmacology Journal. – 2017. – Vol.10 (2). – P.711-716.