Механизмы адаптации к физическим нагрузкам

Хомишин, Владимир Павлович. Механизмы адаптации сурфактантной системы легких к физической нагрузке : автореферат дис. . кандидата биологических наук : 14.00.16.- Москва, 1997.- 18 с.: ил.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Адаптация организма к физическим нагрузкам постоянно привлекает внимание исследователей, и в настоящее время остается одной из актуальных проблем биологии и. медицины. Правильное понимание механизмов работоспособности делает возможным активное управление этим процессом, что в свою очередь создает предпосылку для наиболее рационального использования преимуществ адаптации.

В это же время изучению системы внешнего дыхания, и в особенности сурфактантной системы легких, как ее структурно-функциональной единицы при выполнении организмом двигательных циклов, посвящены единичные исследования. Действительно, несмотря на увеличение удельного веса заболеваний системы внешнего дыхания, существование гнперреактивностн дыхательных путей у спортсменов тренирующих качество выносливости (Ramboldi С. 1987, Morley J. 1992) и осознание чрезвычайной роли системы внешнего дыхания в формировании уровня работоспособности (Карпман В. 1993, Магльованый А. 1993), внимание исследователей в области спортивной физиологии и медицины и до настоящего времени направлено на изучение физиологии и патологии сердечно-сосудистой системы. Однако следует осознавать, что степень вовлеченности дыхательной системы в физиологические механизмы адаптации организма зависит от мощности и продолжительности физической нагрузки (Nava S. 1995). Если значение дыхательной системы в адаптации организма к нагрузке средней мощности не является основополагающим, то нагрузка максимальной мощности всецело зависима от параметров легочной вентиляции (Norton К. 1992). —

Можно предполагать, что сурфактантная система легких позволяет организму эффективно адаптироваться к ситуациям, требующим изменения вентиляторной функции легких и напряженной работы аппарата внешнего дыхания. Это предположение основывается на многочисленных сведениях литературы показывающих ведущую роль выстилающего комплекса легких в формировании и поддержании внутреннего объема альвеол и мелких дыхательных ходов (Harwood J. 1987, Seeger W. 1995). Именно с нарушением функции сурфактантного комплекса связывается (Ramboldi С. 1987) также развитие хронических заболеваний системы внешнего дыхания у спортсменов (эмфизема легких, пневмосклероз).

Несмотря на принципиально важные функции, выполняемые альвеолярным сурфактантом в систдме регуляции биохимических процессов в органах внешнего дыхания, патофизиологические аспекты нарушений выстилающего комплекса легких, его участие в развитии тяжелых, порой необратимых состояний аппарата внешнего дыхания у спортсменов (респираторный дисстресс синдром, обтурационный синдром, синдром мукоцилиарной дисфункции) остаются неизвестными.

Крайне важными представляются вопросы изучения мембранозависимых процессов в легких, в частности состояние процессов перекисного окисления липидов и системы антиоксиданпюй защиты. В частности, сурфактантная система легких находится в постоянном контакте и под постоянным влиянием атмосферных индукторов перекисного окисления липидов — озона, сернистого таза, атомарного кислорода и пр. (Di Benedetto G. 1989). С другой стороны, сурфактантный комплекс легкого является важнейшей коммуникативной средой, обеспечивающей генерализацию биологически активных веществ на клетки-

В этой связи представляется весьма вероятным участие выстилающего комплекса легких в механизмах регуляции проводимости бронхоальвеолярного пространства. За время прошедшее с момента установления эндоперекисной природы медленно-реагирующей субстанции и описания химической структуры лейкотриенов, липидогенные индукторы бронхоспазма признаны наиболее мощными медиаторами бронхиальной реактивности, чьи бронхокопстриктивные свойства в сотни раз превышают таковые у гистамина (Ingenito Е. 1990) Предполагается, что именно сурфактантная система легких принимает участие в регуляции процессов эйкозаноидного метаболизма в системе внешнего дыхания, поскольку сурфактантные фосфолипиды содержат чрезвычайно большие количества резервированной арахидоповой кислоты (Miles Р. 1988).Несмотря на достаточно глубокий уровень понимания механизма метаболической трансформации эйкозаноидов по лнпокснгеназпому пути и идентификацию клеток-продуцентов бронхоконстриктлвпых гидроперекисей лишщов в бронхоальвеолярном пространтстве (Barnes Р. 1991), вопрос о их роли в формировании дыхательной недостаточности при физических нагрузках изучен недостаточно. Следует особо подчеркнуть, что от уровня обеспеченности организма антиоксидантами, чьи регулирующие функции по отношению к эйкозаноидному метаболизму известны давно, зависит реакция целостного организма на физическую нагрузку и спектр возникающих в нем патологических изменений (Gillam I. 1994).

В звязи с вышеизложенным актуальность и научная новизна настоящего исследования, посвященного изучению функционального состояния выстилающего комплекса легких при физических нагрузках не вызывает сомнений.

В ходе исследований нами впервые показано, что процесс адаптации к физической нагрузке сопряжен с изменением поверхностно-активных свойств альвеолярного сурфактанта. Цикличность изменения поверхностной активности сурфактантного комплекса выражалась в первоначальном повышении, а потом и нормализацией поверхностного натяжения сурфактантного комплекса, и отражало динамику изменения липидного спектра выстилающего комплекса. В частности возрастание поверхностной активности сурфактанта у животных адаптирующихся в физической нагрузке можно связывать с усилением биосинтеза и /или/ секреции легочных поверхностно-активных веществ — фосфолипидов и ,отчасти, холестерина. Их увеличенная концентрация коррелировала с изменением поверхностно-активных свойств выстилающего комплекса легких у тренированных животных..

Среди тех систем, чье значение в формировании уровня физической работоспособности еще только предстоит исследовать, является система альвеолярного сурфактанта. До настоящего времени неоспорим тот факт, что функционирование системы альвеолярного сурфактанта тесно связано с процессами липидного метаболизма в организме кислорода (Селезнев С. 1993). Несмотря на то, что с момента открытия системы альвеолярного сурфактанта в работах Pettle R. (1955 ), прошло свыше трех десятилетий, интенсивное изучение сурфактантной системы и се роли в жизнедеятельности организма начато только в последнее десятилетие. Сведений о ее значении в механизмах адаптации организма к физическим нагрузкам в литературе пет. Проблемой самостоятельной важности является вопрос о состоянии

окислительно-восстановительных процессов при гнперкннетнческом стрессе, чье значение в процессах повреждения биологических мембран является достоверно установленным фактом (Владимиров 10. 1972, Дубинина 1993).

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей работы явилось исследование физико-химических свойств альвеолярного сурфактанта в , механизмах адаптации организма к физическим нагрузкам. Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

[.Исследовать физико-химические свойства альвеолярного сурфактанта в динамике адаптации экспериментальных животных к модельной физической нагрузке.

3. Выявить роль процессов липопероксидации в альвеолярном сурфактанте
экспериментальных животных при моделировании состояния острого физического
перенапряжения.

проведено комплексное изучение физико-химических свойств альвеолярного сурфактанта в динамике адаптации организма к модельной физической нагрузке

выявлены основные тенденции изменения свойств ^альвеолярного сурфактанта экспериментальных животных при остром физическом перенапряжении

установлены основные изменения процессов липопероксидации в альвеолярном сурфактанте экспериментальных животных при модельном состоянии острого физического перенапряжения

Вскрытые закономерности изменения свойств сурфактантной системы легких определяют практическую ценность исследований, что может иметь значение дополнительного функционального приема исследования функции аппарата внешнего дыхания и прогнозирования состояния острой дыхательной» недостаточности у спортсменов.

В работе впервые показано, что состояние острого физического перенапряжения сопровождается инактивацией сурфактатпого комплекса легких, а также активацией процессов липопероксидации в сурфактантной системе легких, усилением в ней 5-липоксигеназного метаболизма циклических гидроперекисей липидов. Определено, что функциональные параметры сурфактантной системы легких’ реактивны по отної пению к физической нагрузке, моделируемой у спортсменов. Изменения функциональных параметров выстилающего комплекса легких у спортсменов принципиально соответствуют изменениям, выявленным в условиях эксперимента на животных.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на I и II Международной региональной научно-практической конференции «Роль физической культурькв здоровом образе жизни» (Львов, 1995 г., 1997 г.), совещании кафедры физической культуры и здоровья с

циклом ЛФК и кафедры патологической физиологии ЛГМУ (Львов, 1997 г.) ПУБЛИКА ЦП И. По теме диссертации опубликовано 19 работ, 2 рукописи

Метки: , , , ,