Гендерные различия в реакции системы синтеза оксида азота на систематические физические нагрузки

Богдановская Н. В.

Запорожский национальный университет, Украина

Исследованиями ряда авторов отмечено положительное влияние физических нагрузок на состояние некоторых элементов системы оксида азота организма животных, а также практически здоровых людей и лиц с определенной формой патологии. Показано, в частности, что использование физических нагрузок способствовало повышению эндотелийзависимого вазодилатационного эффекта (ЭЗВД) аорты, эпикардиальной, коронарной артерии экспериментальных животных (крысы, собаки, мыши и т.п.) или же восстановлению данного эффекта, а также содержанию оксида азота в плазме их крови.

Вместе с тем, большинство данных исследований, касающихся обследования людей, проведено на очень ограниченном контингенте лиц, использованные физические нагрузки не дифференцировались по их продолжительности и интенсивности, а оценка состояния системы синтеза оксида азота проводилась лишь на основании оценки ее отдельных компонентов, как правило, содержанию в плазме крови нитрит- и нитрат-анионов. Кроме этого, не изученным является вопрос, касающийся половых особенностей реакции системы синтеза оксида азота на физические нагрузки.

Актуальность представленной проблемы послужила предпосылкой для проведения нашего исследования. Обследовано 57 практически здоровых молодых людей в возрасте от 18 до 20 лет (28 девушек и 29 юношей). Все обследуемые в течение 8 месяцев 2 раза в неделю занимались в группах степ-аэробики.

Для оценки состояния различных путей синтеза оксида азота у всех юношей и девушек до, через 4 и 8 месяцев систематических физических тренировок определяли следующие показатели: содержание в плазме крови нитрит (NO₂^-, пмоль·мг^-1 белка)- и нитрат (NO₃^-, пмоль·мг^-1 белка) – анионов, мочевины, активность ферментов основных путей преобразования L-аргинина (аргиназа, Са-зависимые конститутивные и Са-независимые индуцибельные) NO-синтазы (сNOS и iNOS), активность NADH-зависимой нитратредуктазы. На основании этих данных дополнительно рассчитывали долю нитрит-анионов в общей сумме стабильных метаболитов оксида азота (% NO₂^-, %), долю активности iNOS в суммарной активности NOS (SNOS) (iNOS, %), а также индекс оксигенации (ИО, условные единицы) по формуле: ИО = [NO₂^-]1000/[NO₃^-].

Кроме указанных биохимических показателей у юношей, принявших участие в исследовании на основе субмаксимального теста PWC₁₇₀ определяли величину общей физической работоспособности (оPWC₁₇₀, кгм·хв^-1·кг^-1) и аэробной производительности (оМПК, мл·хв^-1·кг^-1) их организма.

Все полученные материалы были обработаны стандартными методами математической статистики с использованием статистического пакета Microsoft Exell.

Результаты, полученные в ходе настоящего исследования показали, что, независимо от пола, систематические физические тренировки в течение 8 месяцев способствовали повышению активности конститутивной и суммарной NOS, нитратредуктазы, снижению активности индуцибельной NOS, доли индуцибельной NOS в общем пуле изоферментов, уменьшению содержания в плазме крови мочевины, нитрат-анионов и, напротив, повышению концентрации нитрит-анионов.

Полученные материалы позволили констатировать, что продолжительные систематические физические тренировки здоровых молодых людей приводят к повышению интенсивности окислительного конститутивного пути синтеза NO в их организме и некоторой активации реутилизационного пути синтеза оксида азота.

Кроме этого, результаты проведенного исследования позволили зарегистрировать существенные половые различия в характере изменения основных структурных компонентов системы синтеза оксида азота в процессе приспособления юношей и девушек 18-20 лет к систематическим физическим тренировкам.

Так, для юношей были характерны статистически достоверно более высокие величины прироста активности конститутивной NOS (соответственно на 89,30±2,14% и 55,16±1,81%), суммарной NOS (на 47,40±2,34% и 18,38±1,85%), нитратредуктазы (на 6,13±1,46% и 1,96±1,43%), а также более существенное снижение доли индуцибельной NOS в общем пуле изоферментов (на 47,08±1,21% и 33,07±1,35%) и активности аргиназы (на 35,47±1,19% против аналогичного повышения в группе девушек на 7,00±1,46%).

Представленные материалы позволили говорить о том, что под влиянием систематических физических тренировок у юношей 18-20 лет наблюдается более выраженная активизация конститутивного и нитратредуктазного путей синтеза оксида азота на фоне более выраженного ингибирования индуцибельного пути синтеза NO и безкислородного аргиназного пути метаболизма L-аргинина.

Подтверждением активизации функционального состояния системы синтеза оксида азота юношей стали также результаты сравнительного анализа данных, полученных при проведении пробы с реактивной гиперемией через 8 месяцев систематических тренировок. Была зарегистрирована более выраженная, чем у девушек, вазодилатационная реакция плечевой артерии на искусственно созданную реактивную гиперемию – более высокие величины прироста диаметра плечевой артерии (соответственно на 72,48±1,50% и 43,45±1,46%) и линейной скорости кровотока (на 21,21±1,46% и 14,44±1,46%).

Вполне естественным, в связи с вышеизложенным, выглядело и преимущество юношей в темпах прироста уровня их общей физической работоспособности (соответственно на 16,93±1,54% и 14,18±1,52 по оPWC₁₇₀) и аэробных возможностей (на 10,62±1,52% и 7,13±1,49% по оМПК). Подтверждением более оптимального состояния изученных показателей кардиодинамики, системы синтеза оксида азота у лиц с более высоким уровнем физической работоспособности (группа юношей) послужили также результаты сравнительного анализа величин коэффициентов корреляции значений oPWC₁₇₀ со значениями данных параметров.

Удалось установить, что к окончанию систематических физических тренировок для юношей были характерны достоверно более высокие, чем в группе девушек, величины коэффициентов корреляции значений oPWC₁₇₀ со значениями активности конститутивной NOS (соответственно 0,74±0,09 и 0,62±0,12), суммарной NOS (0,72±0,09 и 0,62±0,12), индуцибельной NOS (-0,72±0,09 и -0,48±0,15), нитратредуктазы (0,67±0,10 и 0,51±0,15), содержанием в плазме крови нитрит-анионов (0,68±0,11 и 0,59±0,13), индекса оксигенации (0,64±0,11 и 0,59±0,13), а также с величинами прироста, после пробы с реактивной гиперемией, диаметра плечевой артерии (0,73±0,09 и 0,69±0,10) и объемной скорости кровотока (0,81±0,06 и 0,77±0,08).

В целом, результаты обследования юношей и девушек 18-20 лет до и после продолжительных физических тренировок позволили не только зарегистрировать объективное существование половых различий в реакции системы синтеза оксида азота на данные тренировки, но и констатировать важную роль оксида азота в обеспечении оптимального уровня физической работоспособности и аэробных возможностей организма.

Оптимальный уровень данных параметров сопровождается повышением активности окислительного (при участии конститутивной NOS) пути метаболизма L-аргинина при одновременном ингибировании образования оксида азота за счет повышения активности индуцибельной NO-синтазы. При этом отмечается объективное существование определенной иерархии в системе синтеза физиологических количеств оксида азота: преимущество в использовании, в качестве субстрата, L-аргинина практически во всех случаях имели конститутивные формы NOS, далее в этой своеобразной иерархической организации следовали нитритредуктазные пути синтеза оксида азота из его стабильных метаболитов.

Основная роль в обеспечении текущего уровня физической работоспособности, оптимизации диастолической и сократительной функции сердца принадлежит, по-видимому, эндотелиальной изоформе NOS в связи с выраженными сосудистыми реакциями при проведении пробы с реактивной гиперемией обследованных юношей и девушек.