На правах рукописи

БОРИСОВА ОЛЬГА ЛЬВОВНА

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ

ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ У СПОРТСМЕНОВ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТРЕНИРОВАННОСТИ И

ХАРАКТЕРА ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

03.03.01 – физиология Ярославль 2010

Работа выполнена на кафедре теории физической культуры ГОУ ВПО государственный педагогический «Ярославский университет им. К.Д. Ушинского»

Научный руководитель Александр Демьянович Викулов, профессор, доктор биологических наук

Официальные оппоненты:

Наталья Николаевна Тятенкова, доктор биологических наук, профессор;

Сергей Владимирович Попов, кандидат биологических наук, доцент

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная академия физической культуры»

Защита состоится «_9_» _декабря_ 2010 г. на заседании совета Д 212.307.02 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ГОУ ВПО государственный педагогический «Ярославский университет им. К.Д. Ушинского», по адресу: 150000, г. Ярославль, Которосльная набережная, 46-в в 15 час. 30 мин. (ауд. 203)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского»

Автореферат разослан «» 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент, кандидат биологических наук И.А. Осетров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Приспособление человека и животных к окружающей среде является одной из главных проблем биологии.

Стало очевидным, что долговременная, постепенно развивающаяся и достаточно надежная адаптация является необходимой предпосылкой расширения деятельности человека в необычных условиях среды, важным фактором повышения резистентности здорового организма вообще и профилактики различных болезней в частности. Целенаправленное использование долговременной адаптации для решения этих задач требует не только общего понимания адаптации, не только описания ее многообразных вариантов, но прежде всего раскрытия внутренних механизмов приспособления (Ф.З. Меерсон, 1981). Исследование механизмов адаптации, как отмечает В.В. Куприянов и др. (1975), требует точного знания всех структурно-приспособительных устройств, регулирующих гемоциркуляцию в тканях. Неоценимую помощь в этом могут оказать строго количественные критерии, полученные с использованием современных методических подходов.

В последние годы существенно изменились представления о роли в общем гомеостазе эндотелия сосудов. Оказалось, что эндотелий синтезирует огромное количество биологических активных веществ, играющих весьма важную роль в норме и в патологии (гемодинамике, гемостазе, иммунных реакциях, регенерации и др.) Сочетание на эндотелии антикоагулянтов и вазодилататоров в физиологических условиях является основой для адекватного кровотока, особенно в сосудах микроциркуляции (Лупинская З.А., 2003). Напротив, дисфункция эндотелия признана универсальным механизмом, через который реализуется действие всех факторов риска сердечнососудистых нарушений (Deanfield J.E. et al., 2007). Активация эндотелия, которая ведет к фенотипическим изменениям, включающим синтез и экспрессию молекул адгезии, с помощью которых эндотелиальные клетки взаимодействуют с клетками крови.

Эндотелиоциты играют огромную роль в таких этапах развития острого и хронического воспаления, как начальная вазодилятация;

увеличение сосудистой проницаемости, прилипание, трансмиграция и активация лейкоцитов; ангиогенез и фиброплазия (Насонов Е.Л. и др., 1999).

Среди маркеров функции/дисфункции наибольшие перспективы сегодня связывают с такими, как растворимые молекулы адгезии sICAM-1, sVCAM-1, FW-Ag (Huo Y., Ley R., 2001).

Нет физиологического фактора, более сильно влияющего на сердечно-сосудистую систему, чем интенсивная мышечная нагрузка.

Гемодинамическое обеспечение мышечной работы является весьма актуальной проблемой физиологии. Без знаний соответствующих закономерностей невозможно научно обоснованно добиваться наиболее полного раскрытия физических возможностей человеческого организма.

В практике спорта использование физических нагрузок имеет длительную историю и большой наработанный опыт. Именно поэтому организм тренированного спортсмена может служить удобной моделью для изучения процессов адаптации.

Все вышесказанное и обусловило проведение настоящего исследования.

Цель исследования: изучить функциональное состояние сосудистого эндотелия у спортсменов.

Задачи исследования:

1. Определить концентрации в сыворотках крови спортсменов молекул адгезии сосудистого эндотелия 1-го типа (sVCAM-1) и антигена фактора фон Виллебранда.

2. Проанализировать взаимосвязи между маркерами активации сосудистого эндотелия и уровнем тренированности спортсменов, их спортивной квалификацией, характером и направленностью тренировочных и соревновательных нагрузок.

3. Измерить степень агрегации тромбоцитов у спортсменов.

4. Определить концентрации сывороточных иммуноглобулинов классов А, М, G, циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК), Среактивного белка, интерлейкина-6, антител к кардиолипину классов 5. Выяснить характер взаимосвязей маркеров активации сосудистого эндотелия (sVCAM-1 и FW:Ag) с иммунологическими показателями и показателем агрегации тромбоцитов.

Научная новизна исследования заключается в том, что впервые у спортсменов проведено комплексное исследование показателей, маркеров активации сосудистого эндотелия (sVCAM-1 и FW:Ag).

Новым представляется факт повышенного уровня sVCAM-1, отмеченного у 63,6% спортсменов. Установлено, что изменение уровня sVCAM-1 не зависит от направленности и характера физических нагрузок, а взаимосвязано с уровнем тренированности и спортивной квалификации спортсменов. Выявлено, что причиной активации сосудистого эндотелия (повышенного уровня sVCAM-1) является: наличие инфекционных явлений, подтвержденное иммунным ответом. Впервые показано, что одним из физиологических механизмов активации эндотелия сосудов является мобилизация иммуноглобулинов основных классов, вызывающая повышение в пределах нормальных значений сосудистой адгезии и не нарушающая сосудисто-тромбоцитарный гемостаз.

Теоретическая и практическая значимость исследования заключается, прежде всего, в том, что проведенное научное исследование в значительное мере пополнило существующее научное знание о реакции сосудистого эндотелия у спортсменов в ответ на воздействие систематических физических нагрузок новыми оригинальными данными, полученными автором диссертации.

Установленные и изложенные в диссертации факты могут быть использованы в практике врачебно-педагогического контроля спортсменов, а также физически активных лиц, занимающихся регулярно физическими упражнениями с оздоровительной и лечебной целями. Регулярный мониторинг состояния здоровья спортсменов с включением в него показателей маркеров активации эндотелия должен стать важным звеном в физиологическом обосновании нагрузок.

Выявленные закономерности могут быть использованы в процессе преподавания ряда учебных дисциплин в вузах и на факультетах физической культуры (физиология физического воспитания и спорта, спортивная медицина, врачебный контроль, частные спортивно-педагогические дисциплины – легкая атлетика, плавание, лыжный спорт, дисциплины по выбору, дисциплины специализации «Основы спортивной подготовки» и др.). Материалы диссертации могут быть включены в содержание учебников и учебных пособий для студентов физкультурных специальностей.

Проведенное диссертационное исследование открывает новые перспективы научных исследований в этом направлении; в частности, комплексное исследование функционального состояния сосудистого эндотелия и, в целом, сосудисто-тромбоцитарного гемостаза.

Положения, выносимые на защиту:

1. Концентрация молекул сосудистой адгезии (sVCAM-1) и антигена фактора фон Виллебранда (FW:Ag) у спортсменов взаимосвязана с уровнем тренированности спортсменов и их спортивной квалификацией.

2. У значительной части спортсменов (63,6%) активирован сосудистый эндотелий. Повышенный уровень sVCAM-1 у спортсменов обусловлен наличием хронической инфекции, подтвержденной иммунным ответом.

3. Одним из физиологических механизмов активации эндотелия сосудов является мобилизация иммуноглобулинов основных классов, вызывающая повышение в пределах нормальных значений сосудистой адгезии и не нарушающая сосудистотромбоцитарный гемостаз.

4. Активность сосудистого эндотелия у спортсменов, по данным уровней sVCAM-1 и антигена фактора фон Виллебранда, не связана с характером и направленностью физических нагрузок.

Апробация материалов диссертационного исследования По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в т.ч. научная статья в журнале РАН «Физиология человека».

Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены: на V Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы клинической лабораторной диагностики» (г. Ярославль, 2005), ХХ Юбилейной научнопрактическ. конференции врачей МСЧ НЯНПЗ, посвященной 50летию МСЧ НЯНПЗ (г. Ярославль, 2006), Межрегиональной научно-практической конференции «Клинические и лабораторные методы диагностики» (г. Ярославль, 2008), на научных конференциях Ярославского государственного педагогического университета (2009, 2010).

Структура и объем диссертации Диссертация изложена 123 страницах машинописного текста и состоит из: введения, главы с описанием организации исследования и методов, главы с описанием результатов собственных исследований, главы с обсуждением полученных данных, выводов, списка использованной литературы, иллюстрирована 7 таблицами и 15 рисунками.

Библиографический список включает 85 отечественных источников и 184 иностранных источников публикаций.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ

В основу работы положены данные обследования 89 лиц мужского пола: спортсмены (n= 44) – основная группа; контрольная группа (n=45) В основную группу были включены 44 спортсмена в возрасте от 19 до 22 лет, в среднем 20,4+1,2 года. Квалификация спортсменов – от первого разряда до мастера спорта России, согласно Единой всероссийской спортивной классификации (2006-2009 гг.).

Из общей группы спортсменов выделены лица с наиболее высоким уровнем тренированности (PWC170 = 21,10±3,30 кг*м/мин/кг) и спортсмены с меньшим уровнем тренированности (PWC170 = 17,50±2,39 кг*м/мин/кг). Использован центильный метод (верхний и нижний квартиль).

Для выполнения сравнительного анализа изменений все наблюдаемые были разделены на группы, в соответствии с известной классификацией соревновательных упражнений:

Группа «Выносливость» – спортсмены циклических видов спорта с преимущественным проявлением выносливости (бег на средние и длинные дистанции, плавание, лыжные гонки) – n=13;

Группа «Единоборства» – спортсмены единоборств (бокс, разные виды борьбы, фехтование) – n= 21;

Группа «Спортивные игры» – баскетболисты – n=10.

Обследование проводилось утром, натощак, в условиях физиологического покоя; у спортсменов – через 18 часов с момента последней тренировочной нагрузки. Наблюдаемые спортсмены имели нормальное самочувствие. Забор крови выполняли из локтевой вены, без наложения жгута в условиях лечебного учреждения при помощи опытной медицинской сестры. При определении агрегации тромбоцитов в качестве антикоагулянта был использован 3,8 % цитрат натрия.

Контрольную группу составили 45 мужчин в возрасте от 19 до лет, в среднем 20,4+1,2 года, студенты, не занимающиеся систематическими физическими нагрузками, без вредных привычек.

По заключению врача, лица обеих наблюдаемых групп на момент обследования были практически здоровы.

Индекс массы тела определяли по формуле:

ИМТ = вес (кг)/ рост2(м).

Основные антропометрические характеристики в группах представлены в табл. 1.

Основные организменные характеристики