СПОРТИВНАЯ МЕДИЦИНА

Abstract

ANTIENDOTOXIN IMMUNITY IN REACTION OF URGENT ADAPTATION TO PHYSICAL LOADS

O.N. Oparina, Ph. D., lecturer

Institute of general and clinical pathology, Moscow

Penza state V.G. Belinskiy's pedagogical university, Penza

Key words: antiendotoxin immunity, athletes, adaptation, physical loads, tiredness.

The purpose of this paper was to study the indices of endotoxin content in blood plasma and the indices of humoral and leucocytar immunity to endotoxin in 38 athletes and 13 nonathletes before and after physical loads. It was shown that systemic endotoxinemia and antiendotoxin immunity deficiency can develop after physical loads. These data suggest that the antiendotoxin immunity can play some role in adaptation to physical loads.

АНТИЭНДОТОКСИНОВЫЙ ИММУНИТЕТ В РЕАКЦИИ СРОЧНОЙ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ

Кандидат биологических наук, доцент О.Н. Опарина

Институт общей и клинической патологии, Москва
Пензенский государственный педагогический университет им. В.Г. Белинского

Ключевые слова: антиэндотоксиновый иммунитет, спортсмены, адаптация, физическая нагрузка, утомление.

Введение. К настоящему времени накоплены сведения о влиянии физических нагрузок при занятиях физкультурой и спортом на иммунитет 1, 5]. Комплексное исследование гуморальных факторов общего и местного иммунитета - достаточно информативный метод исследования иммунологической реактивности организма человека, находящегося в стрессовых условиях, способный своевременно выявлять несоответствие предъявляемых нагрузок функциональным возможностям иммунной системы и сигнализировать о развивающемся срыве адаптивно -приспособительных механизмов [4, 6].

Вместе с тем на сегодняшний день накопилось много научных данных, полученных на молекулярном уровне, которые нуждаются в осмыслении и обобщении. Потребность в этом продиктована и тем обстоятельством, что в начале 90-х гг. появилась новая (эндотоксиновая) теория М.Ю. Яковлева о роли эндотоксина грамотрицательных бактерий в физиологии и патологии человека [7], которая, на наш взгляд, может быть использована для систематизации накопленных знаний о механизмах развития общего адаптационного синдрома и явиться стержнем общей теории его патогенеза.

Как известно, липополисахарид (ЛПС) является структурным элементом внешней мембраны грамотрицательных (Гр-) бактерий. В связи с выраженным токсическим действием на организм млекопитающих ЛПС получил также название эндотоксина (ЭТ). В отличие от бактериальных экзотоксинов ЭТ выделяется во внешнюю среду главным образом при разрушении бактериальных клеток. ЛПС обладает весьма широким спектром биологической активности. Попадая в организм млекопитающих, ЭТ может действовать на различные клетки и вызывать целый ряд эффектов [8]. Исход взаимодействия с различными клетками зависит от концентрации ЛПС [7, 9]. Умеренная активация при низких дозах ЭТ с увеличением дозы переходит в гиперактивацию клеток и систем, что может приводить к развитию диссеминированного внутрисосудистого свертывания, эндотоксинового шока и полиорганной недостаточности. При попадании в кровоток физиологических доз ЛПС (<1EU/мл) имеет место так называемая физиологическая системная эндотоксинемия [9], которая при увеличении концентрации ЭТ в кровотоке трансформируется в эндотоксиновую агрессию, характеризующуюся проявлением очень широкого спектра патогенного действия ЛПС. В настоящее время в литературе отсутствуют сообщения о роли ЭТ в адаптации к физическим нагрузкам (и перегрузкам) и патогенезе общего адаптационного синдрома и его проявлений.

Целью настоящего исследования явилось изучение наличия эндотоксинемии и оценка состояния лейкоцитарного и гуморального звена иммунитета к ЛПС в реакции срочной адаптации к физическим нагрузкам.

Организация и методика исследования. Проведено изучение содержания ЭТ в плазме крови и показателей антиэндотоксинового иммунитета у 38 спортсменов (баскетболистов, n=20 и легкоатлетов, n=18) и 13 неспортсменов (студентов 2-го курса исторического факультета) до и после физической нагрузки (PWC₁₅₀, ₁₇₀).

Определение PWC₁₅₀ и PWC₁₇₀ проводили на велоэргометре "РИТМ" (ВЭ 05, Киев, 1989) и велоэргометре "SVEN SPORT" (Швеция, 1998) со специальным устройством, регистрирующим частоту педалирования. Проба продолжалась 5 мин. В течение этого времени испытуемый выполнял на велоэргометре нагрузку, благодаря которой ЧСС достигала 150 уд/мин у неспортсменов и 170 уд/мин у спортсменов. Вхождение в программу обычно длилось 2-3 мин, после чего она устойчиво поддерживалась на уровне от 130 до 170 уд/мин. Во время всей пробы регистрировали мощность нагрузки и рассчитывали физическую работоспособность PWC₁₇₀ по стандартной формуле [2].

Определение эндотоксина в плазме крови проводили лимулюс-тестом (микро-ЛАЛ-тестом), основанным на способности липополисахарида вызывать коагуляцию белковых фракций гемолимфы амебоцитов краба Limulus polyphemus. У здоровых лиц концентрация ЭТ в плазме крови колеблется в пределах от 0 до 1 EU/мл на протяжении суток.

Определение титров антител к эндотоксину (гликолипиду хемотипа Re) в плазме крови проводили методом иммуноферментного анализа (СОИС-ИФА) (показатель нормы титров к ГЛП-200 у.е. ОП).

Активность лейкоцитарного звена антиэндотоксинового иммунитета оценивали иммуноферментным способом в тонких мазках крови по методу, описанному В.Г. Лиходед и др. [3].

Статистическая обработка результатов проводилась следующим образом. Оценка результатов исследований осуществлялась методом вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента, причем показатель р<0,05 оценивали как значимый. Кроме того, значимость коэффициентов регрессии R и их различий по t-критерию Стьюдента определялась методом регрессионного анализа.

Результаты и их обсуждение. Оценка физической работоспособности 6 обследуемых из группы сравнения, 8 легкоатлетов и 9 баскетболистов показала признаки острой реакции организма на физическую нагрузку в виде утомления. Степень утомления у испытуемых устанавливалась по выраженности следующих объективных критериев: изменению окраски кожи лица, речи, мимики, потливости, дыхания, движения и самочувствия. В группе сравнения у 3 студентов была выявлена большая степень утомления. Это было подтверждено следующими объективными признаками: резким покраснением кожи лица; выраженным страдальческим выражением; холодным липким потом; сильным поверх-ностным дыханием с отдельными глубокими вдохами, сменяющимся беспорядочным дыханием; резким покачиванием по окончании нагрузки на велоэргометре; наличием жалоб на головокружение, болью в правом подреберье, головной болью, тошнотой, жалобами на усталость, боль в мышцах и сердцебиение. У остальных 20 испытуемых были выявлены признаки средней степени утомления в виде значительного покраснения лица, напряженного выражения лица, небольшой потливости, учащенного ровного дыхания, неуверенных шагов и пошатывания после окончания нагрузки на велоэргометре и наличия жалоб на усталость и сердцебиение. У 28 обследуемых признаки утомления после проведения тестирования на физическую работоспособность отсутствовали. Среди них были 7 испытуемых из группы сравнения, 10 легкоатлетов и 11 баскетболистов. Средний возраст обследуемых составил 18,8±1,2 года.

Мы провели сравнительное изучение показателей ЭТ в плазме крови и оценили состояние антиэндотоксинового иммунитета у спортсменов и неспортсменов после физической нагрузки, сопровождающейся утомлением или без утомления.

Были получены следующие результаты (табл. 1 и 2). До физической нагрузки во всех группах выявлена эндотоксинемия со значимым изменением показателей у легкоатлетов. При изучении гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета до физической нагрузки была выявлена способность к антительному ответу во всех группах обследуемых, но в группе легкоатлетов с утомлением после физической нагрузки выявлено значительное снижение титров антиэндотоксиновых антител до 30% по сравнению с другими группами.

Это указывало на наличие относительной недостаточности гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета уже до физической нагрузки у легкоатлетов в подготовительном периоде.

При изучении лейкоцитарного звена антиэндотоксинового иммунитета до физической нагрузки выявлено снижение ЛПС - позитивных лейкоцитов in vivo и in vivo + in vitro в группах с утомлением в 3 раза по сравнению с группами без утомления (табл. 3).

Таблица 1. Динамика показателей содержания эндотоксина и антиэндотоксиновых антител в плазме у неспортсменов и спортсменов до и после физической нагрузки, сопровождающейся утомлением

* - различия показателей статистически достоверны между группами спортсменов и группой сравнения без утомления (р<0,05).

Таблица 2. Динамика показателей содержания эндотоксина и антиэндотоксиновых антител в плазме у неспортсменов и спортсменов до и после физической нагрузки, не сопровождающейся утомлением

* - различия показателей статистически достоверны между группами спортсменов и группой сравнения без утомления (р<0,05).

Таблица 3. Динамика связывания эндотоксина лейкоцитами у спортсменов и неспортсменов до и после физической нагрузки, без утомления

* - различия в показателях значимы в группах, обследованных до и после физической нагрузки (р<0,05); ** - различия в показателях значимы по сравнению с группами с утомлением (р<0,05).

Таблица 4. Динамика связывания эндотоксина лейкоцитами у спортсменов и неспортсменов до и после физической нагрузки (PWC₁₇₀) с утомлением

* - различия в показателях значимы в группах обследования до и после физической нагрузки (р<0,05); ** - различия в показателях значимы по сравнению с группами без утомления (р<0,05).

Значимое снижение резервов связывания ЭТ лейкоцитами до физической нагрузки в группах с утомлением могло предрасполагать к развитию патологического состояния в виде утомления различной степени тяжести. Такая динамика показателей гранулоцитарного звена указывала на относительную недостаточность лейкоцитарного фактора иммунитета, выявленную до физической нагрузки у 23 обследуемых.

Интересные данные оценки состояния эндотоксин -антиэндотоксиновой защиты были получены у испытуемых после физической нагрузки (табл. 4).

Противоположные результаты состояния эндотоксин -антиэндотоксиновой защиты были выявлены у обследуемых с утомлением после физической нагрузки.

Несмотря на одинаковые показатели антигликолипидных антител по сравнению с испытуемыми без утомления, содержание ЭТ в ЛАЛ-тесте значимо нарастало, особенно у легкоатлетов. Полученные титры антигликолипидных антител, видимо, были недостаточны для купирования воздействия возрастающего количества ЭТ в кровотоке.

Особенно четко эта тенденция была прослежена при оценке гранулоцитарного звена антиэндотоксинового иммунитета у обследуемых с утомлением. Во всех группах были выявлены признаки недостаточности лейкоцитарного звена иммунитета к ЭТ в виде снижения ЛПС-позитивных лейкоцитов in vivo, in vivо + in vitro в 2-3 раза и резервов связывания в 1,5 - 3 раза по сравнению с группами без утомления. Это объясняется тем, что постоянное "расходование" гранулоцитов, армированных Fc-рецепторами и цитофильными антителами к эндотоксину, приводит к истощению резервов Fc- зависимого связывания ЭТ полиморфноядерными лейкоцитами.

Заключение. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о возможном участии эндотоксина грамотрицательных бактерий кишечной микрофлоры в развитии срочной реакции адаптации к физической нагрузке. Внедрение оценки состояния эндотоксин- антиэндотоксиновой защиты при физической нагрузке позволяет по-новому оценивать показатели результативности и адаптивности в оценке уровня подготовленности к спортивным соревнованиям, наличия начальных проявлений перетренированности спортсмена. Изучение роли эндотоксина в физиологии спорта может открыть новые возможности спортивной медицины, в частности в тестировании. Мы полагаем, что изучение иммунного статуса спортсменов в процессе подготовки к соревнованиям и участия в них позволяет оценивать степень адекватности применяемых нагрузок функциональным возможностям организма.

Литература

1. Волков В.Н., Исаев А.П., Бажанова С.В. и др. Иммунология спорта // Теория и практика физ. культуры. 1995, № 10, с. 12 - 17.

2. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: ФиС, 1988. - 208 c.

3. Лиходед В.Г., Аниховская И.А., Аполлонин А.В. и др. Fс-зависимое связывание эндотоксинов грамотрицательных бактерий полиморфноядерными лейкоцитами крови человека // Журн. микробиологии. 1996, № 2, с. 76 - 79.

3. Суздальницкий Р.С., Левандо В.А., Кассиль Г.Н. и др. Стрессорные и спортивные иммунодефициты у человеа // Теория и практика физ. культуры. 1990, № 6, с. 9 -19.

4. Фомин Н.А., Рыбаков В.В., Куликов Л.М. и др. //Теория и практика физ. культуры. 1997 , № 9, с. 7 - 10.

5. Эберт Л.Я., Исаев А.П., Колупаев В.А. Состояние иммунного статуса как показатель адекватности тренировочных нагрузок функциональным возможностям спортсменов //Теория и практика физ. культуры. 1993, №11-12, с. 20 - 22.

6. Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия в физиологии и патологии человека: Автореф. докт. дис .- М., 1993. - 55 с.

7. Endotoxin in Health and Disease. Ed. H. Brade et al. N.Y. - Basel.- 1999.- 950 рр.

8. Yakovlev M.Yu. Elements of endotoxin theory of human physiology and pathology: systemic endotoxinemia, endotoxin agression and endotoxin insufficiency. // J. Endotoxin Research. - 2000. - Vol.6. - No 2. - P.120 -123.

  На главную    В библиотеку    Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!