ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»
Кафедра патологии
Выпускная квалификационная работа

на тему

«Аутакоидные и гормонально-метаболические предпосылки тренированности у юных спортсменов с различным соматотипом»

Направление подготовки: 30.06.01 «Фундаментальная медицина»

Выполнила аспирантка очной формы обучения
врач Васина Анастасия Юрьевна
Научный руководитель
к.м.н. доцент
Чурилов Л.П.

Глава 1. Введение………………………………………………………………………1

1.1 Актуальность проблемы…………………………………………………………………… ..1

1.2 Цель исследования………………………………………………………………… 4

1.3 Задачи исследования………………………………………………………………… 4

Глава 2 Обзор литературы ……………………………………………………………………....................5
Глава 3 Материалы и методы………………………………………………………………………..27

Глава 4 Результаты собственных исследований…………………………………………………………………37

Глава 5 Обсуждение полученных результатов…………………………….50

Глава 6 Выводы, научная и практическая значимость……………………59

Список литературы…………………………………………………………...61

Приложения…………………………………………………………………...73

Глава1.Введение
1.1 Актуальность проблемы:

Поддержание активного образа жизни является важнейшим фактором сохранения и укрепления здоровья человека. Человеческое тело включает порядка 600 мышц, что составляет 40-50 % от общей его массы. Скелетные мышцы обладают глубокой приспособляемостью в ответ на воздействия окружающей среды. По последним данным, мышечная система выполняет регулирующие интегративные функции и способна воздействовать на многие другие системы организма путем синтеза и секреции мышцей цитокинов – классических модуляторов иммунной системы, принадлежащих к подгруппе миокинов [1].

В норме и при патологии огромную роль играет правильный баланс системных нейроэндокринных и местных аутакоидных регуляторных воздействий, которые должны разграничивать сферы своей компетенции, что достигается через соотношение их эффективных концентраций в тканях и системном кровотоке, при условии целостности мезенхимальных гисто-гематических барьеров и нормергической интенсивности продукции этих биорегуляторов. При патологии это саногенное равновесие местных и системных биорегуляторов нарушается, примерами чего могут быть как осрые (шок), так и хронические (метаболический синдром) патологические процессы и состояния [2].

Миокины обладают ауто, пара и эндокринными эффектами. Некоторые из описанных миокинов в основном влияют на физиологию мышечной ткани аутокринно, в то время как другие дополнительно оказывают системное воздействие и на другие ткани и органы.
Одним из наиболее изученных миокинов является интерлейкин-6 (ИЛ-6, IL-6). При выполнении длительных физических упражнений не только сокращающиеся, но и находящиеся в покое мышцы, выделяют ИЛ-6 в кровоток [3, 4]. Концентрация ИЛ-6 повышается как при наличии, так и в отсутствии повреждения мышц. Считается, что ИЛ-6 играет важную роль в воспалительном ответе необходимом для устранения мышечных повреждений, вызванных занятиями спортом [5].

Вместе с тем, миокиновая регуляция и ее взаимоотношения с системной нейроэндокринной регуляцией метаболизма пока остаются крайне малоизученными в норме, а тем более – при патологии, и через 15 лет с момента открытия первого миокина, по недавнему признанию основоположников этого направления, в данной области патофизиологии «теневых зон остается больше, нежели освещенных» [6].

Одной из особенностей физического упражнения является то, что оно приводит к одновременному увеличению концентрации про- и противовоспалительных медиаторов. Тонкий баланс между анаболическим и воспалительным/катаболическим ответом на упражнение будет определять эффективность тренировки и её последствия для здоровья, поскольку затрагивается вышеупомянутое системно-местное саногенное равновесие аутакоидной и нейрогормональной форм регуляции.

В балансе про- и противовоспалительных цитокинов важнейшее значение имеют конституционально-генетические особенности индивидов, например принадлежность к фенотипам, связанным с системной дисплазией соединительной ткани ((ДСТ), которая влияет на целостность и функцию мезенхимальных барьеров и может смещать равновесие местных и системных гуморальных регуляторов. Так, при марфаноидном фенотипе (МФ) в крови присутствует избыток цитокинов – трансформирующего фактора роста – бета (ТФРβ) и лептина [7].

Недифференцированная или точнее, несиндромальная дисплазия соединительной ткани (НДСТ) – широко распространенное, гетерогенное, наследственное, мультисиндромальное состояние, в основе которого лежит нарушение метаболизма и самосборки соединительной ткани, в частности, её элементов: коллагена, эластина, ассоциированных с ними белков и протеогликанов [8]. У индивидов с НДСТ нет полного набора критериев синдрома Марфана или иных моногенных генетических диспластических ситндромов, но смешанный ряд их стигм присутствует. Известно, что люди с марфаноидным фенотипом – носители несиндромальных форм дисплазии НДСТ - обладают рядом особенностей опорно-двигательного аппарата и нейрогуморальной регуляции [9]. Кроме того, благодаря конституциональным особенностям (гипермобильность суставов, повышенная акробатическая гибкость, пластичность) лица МФ часто занимаются в спортивных секциях и добиваются выдающихся успехов в определенных видах спорта. Нарушение целостности и функции мезенхимальных барьеров при НДСТ, может способствовать системному распространению аутакоидов при воспалении, играя тем самым важную роль в балансе про- и противовоспалительных цитокинов. У марфаноидных подростков сформулирована и частично обоснована данными амнестических наблюдений, гипотеза о закономерной трансформации гипоталамического синдрома пубертатного периода в раннюю, осложненную аутоиммунными тироидитом, форму метаболического синдрома [10, 11]. Имеются данные об особенностях спортивной деятельности лиц с МФ, которые, с одной стороны, определяют их повышенные потенциальные возможности в тех или иных видах спорта, а с другой – ведут к повышенному риску для здоровья и не способствуют спортивному долголетию [12, 13].

Таким образом, представляется важным, изучить взаимосвязь конституциональных особенностей с метаболическими параметрами, цитокиновым профилем у лиц, практикующих регулярные тренировки.

В этом исследовании мы предположили, что при регулярной физической нагрузке, под влиянием аутакоидов и гормонов, будет изменяться профиль метаболизма и ряд соответствующих показателей плазмы крови, отражая изменения мышечной биоэнергетики.

Анализ динамики уровней ряда низкомолекулярных метаболитов, их связи с уровнем миокина IL-6 предоставит информацию о ходе индивидуальной адаптации организма спортсменов к нагрузке. Мы также предполагаем, что анализ изменений концентраций ряда промежуточных метаболитов, будет способствовать дальнейшему пониманию основных патогенетических механизмов синдрома перетренированности.

Цель исследования:

Целью настоящего фрагмента исследования служит изучения механизмов влияния аутакоидных и гормонально-метаболических факторов на показатели тренированности у лиц с различным соматотипом в условиях регулярных физических нагрузок и одинакового рациона питания, что перспективно для будущих оценок неинвазивными методами контроля уровня мышечной тренированности атлетов

1.3 Задачи исследования:

1) Изучить литературные данные о роли мышечной ткани как эндокринного регулятора;

2) Получить в сопоставимых группах испытуемых новые данные о влиянии аутакоидных и гормонально-метаболических факторов на показатели тренированности;

3) Выявить особенности аутакоидной регуляции, клеточной биоэнергетики и метаболического профиля у лиц с признаками НДСТ

4) Сопоставить полученные данные с совокупностью накопленных по этому вопросу знаний, отраженных в мировой литературе.

5) Сделать выводы о верификации ключевых звеньев регуляции мышечного метаболизма, связанных с тренированностью.

Глава 2. Обзор литературы

Люди, активно занимающиеся спортом, в меньшей степени подвержены различным заболеваниям по сравнению с лицами, ведущими сидячий образ жизни. Гиподинамия служит одним из факторов риска развития атеросклероза и его осложнений, ожирения, сахарного диабета (СД) 2-го типа и некоторых других заболеваний [14]. За последние десятилетия был проведен ряд исследований, для того, чтобы количественно оценить профилактическое и лечебное действие физических упражнений. Однако, так как большой спорт сам представляет экстремальную нагрузку для организма и служит фактором риска травм и других форм патологии, не все когорты подходят для такого рода исследований [15]. Масштабное исследование, включавшее в себя 900 тыс. участников, которые находились под наблюдением не менее 20 лет, показало снижение риска смертности от различных причин на 33%, а риска развития сердечно-сосудистой патологии у лиц, регулярно практикующих физические нагрузки (ФН), — на 35% [16]. Противовоспалительный эффект регулярных ФН может способствовать превентивному эффекту ФН в отношении ряда хронических болезней [17]. Известно, что ФН оказывают защитный эффект благодаря влиянию на энергетический баланс, не только путем расхода калорий непосредственно во время тренировки, а также через механизмы активации липолиза и утилизации глюкозы и жирных кислот [18,19]. ФН как стрессор неспецифически увеличивает антигипоксическую резистентность организма в применении к осрой гипоксии, а последняя является компонентом патогенеза широкого круга заболеваний и патологических процессов, а также обязательным звеном всякого танатогенеза, каковы бы ни были причины смерти [20]. ФН оказывает протективный эффект в отношении заболеваний, входящих в «кластер заболеваний физической неактивности». К нам относятся ожирение, СД 2 типа, артериальная гипертензия, атеросклероз и др. Данная группа заболеваний также входит в симптомокомплекс, получивший название метаболический синдром, в основе которого лежит снижение чувствительности тканей к инсулину (первичная инсулинорезистентность). Распространенность метаболического синдрома пропорциональна распространенности висцерального ожирения. При ожирении происходит накопление триглицеридов в жировой ткани. Известно, что липокиновая активность и её спектр у липоцитов разной, в том числе абдоминальной и иных локализаций, отличаются. Кроме того, триглицериды могут накапливаться не только в пределах жировой ткани, но и эктопически- в сердечной мышце, печени, скелетных мышцах. Согласно данным некоторых исследований, внутримышечное содержание липидов высоко у инсулинорезистентных лиц с выраженным риском развития диабета 2 го типа и сильно коррелирует с инсулинорезистентностью у лиц, ведущих сидячий образ жизни. Высокое содердание свободных жирных кислот, приводит к повышению концентрации промежуточных метаболитов, таких как диацилглицерин. Исследования invitro показали, что этот метаболит может активировать протеинкиназу C, приводя к фосфорилированию участка серин/треонин субстратов инсулинового рецептора (IRS-1 и IRS-2). В результате, снижается способность субстратов инсулинового рецептора активировать фосфатидилинозитол 3- киназу, приводя к сниженной транслокации транспортера глюкозы GLUT 4 в клеточную мембрану и уменьшению инсулин-опосредованного захвата глюкозы [22]. . Однако, внутримышечное содержание липидов также высоко у лиц, практикующих регулярные тренировки и имеющих нормальную массу тела, которые, как известно, имеют высокую чувствительность к инсулину, а также у атлетов, имеющих индекс массы тела, соответствующий ожирению (например, сумоистов). Данное явление получило название «атлетический парадокс». В ходе дальнейших исследований было установлено, что высокое внутримышечное содержание липидов является физиологической адаптацией, обеспечивающей высокие потребности мышц в данном субстрате, и сопровождается высокой окислительной емкостью митохондрий в отношении данного субстрата. Скелетные мышцы при атлетическом парадоксе, по-видимому, не ограничивают свои энергетические потребности глюкозой, а, подобно миокарду, потребляют значительные количества жирных кислот. Именно, высокая окислительная емкость позволяет поддерживать концентрации свободных жирных кислот низкими, несмотря на наличие избытка липидов в мышцах. На примере ряда исследований было показано, что гиподинамия приводит к снижению митохондриальной функции и тем самым к внутримышечному накоплению липидов, накоплению промежуточных метаболитов, таких как диацилглицерин, ацил-КоА, и инсулинорезистентности скелетных мышц
[21].

Известно, что физическая нагрузка может влиять на углеводный и липидный метаболизм через белки семейства PPAR, которые имеют свойство специфически связываться с PPAR-чувствительными элементами промоторов генов жирового и углеводного метаболизма и регулировать их транскрипцию ( это десятки разных генов). Известны гены PPARA,PPARG, PPARD, кодирующие соответствующие белки. Белки PPAR представляют собой ядерные рецепторы, которые активируются пролифераторами пероксисом и поэтому так называются [23]. На начальном этапе действия белков PPAR происходит связывание PPAR с лигандом (в качестве лиганда могут выступать насыщенные и ненасыщенные длинноцепочечные ЖК, их производные (эйкозаноиды), синтетические средства (лекарственные препараты: фибраты, тиазолидинедионы, лейкотриены и др.). Лиганды имеют свойство стабилизировать структуру белков PPAR, после чего происходит вязывание PPAR-лигандного комплекса с белком-гетеродимером – ретиноидным X-рецептором (RXR) и с PPAR-чувствительным элементом промотора гена-мишени. Далее происходит освобождение PPAR от корепрессора и связывание с коактиватором (напрмер,PGC-1б) и деконденсация хроматина. Комплекс опознается РНК-полимеразой и происходит инициация транскрипции гена-мишени.
PPAR-RXR комплексы активизируются при повышенных запросах в энергообеспечении, в том числе под влиянием физической нагрузки.
Семейство коактиваторов PPARг (PGC) является ключевым в коактивации транскрипции генов индукции биогенеза митохондрий [24]. Известно, что физические тренировки улучшают митохондриальную функцию, через синхронизацию бета-окисления жирных кислот и цикла трикарбоновых кислот, улучшая чувствительность к инсулину. Активируемый физической нагрузкой коактиватор транскрипции PGC1 alpha играет ключевую роль в регуляции метаболизма через эти пересекающиеся метаболические пути. PGC-1в коактивирует ряд ядерных рецепторов, в том числе рецептор витамина Д [25], регулирующего соотношение палео-, нео- и аутоиммунитета.

Трансгенные мыши, с мышечно-специфическим PGC-1α имеют повышенную экспрессию митохондриальных генов, активность митохондриальных ферментов и лучшие показатели тренированности и максимального потребления кислорода [25]. .

Полиморфизм G/C polymorphism в интроне 7 гена PPARα значительно влияет на тренированность атлетов [26]. . На большой когорте российских спортсменов было показано, что C-аллель этого гена был ассоциирован с лучшей силовой тренированностью, в то время как GG генотип был ассоциирован с хорошими результатами кардиотренированности [26]. .

Новую ступень в понимании прикладной медициной патогенного действия гиподинамии и саногенности физической активности открывает формирующееся в последние годы учение об органокинах и его важная часть – сложившаяся в фундаментальной медицине концепция эндокринных функций мышечной ткани. Последние данные горят о том, что мышечная система, важнейший компонент опорно-двигательного аппарата, более полифункциональна, чем представлялось ранее, и может синтезировать и секретировать цитокины - классические регуляторы иммунной системы, взаимодействующие с нейроэндокринным аппаратом, тем самым, воздействуя на многие системы организма.

Исследования показали, что скелетная мышца (так же, как кардиомиоциты и жировая ткань, а также гепатоциты) является эндокринным органом и вырабатывает миокины – биорегуляторы из группы органокинов (куда также относятся гепатокины, липокины и др.), действующие как паракринно и юкстакринно, так и эндокринно, дистантно — через кровоток. При сокращении, скелетные мышцы выделяют ряд аутакоидов (сигнальных органических молекул короткодистантного беспроводникового действия), среди которых цитокины (и другие пептиды), противодействующие провоспалительным аутакоидам жировой ткани адипокинам. Термин миокины принято употреблять относительно тех пептидов, которые выделяются непосредственно клетками скелетных мышц. Тем не менее, термин также применялся более широко: к протеинам, синтезирующимся мышечной тканью и не входящим в состав миофибрилл.

Миокины взаимодействуют с клетками в аутокринной/паракринной манере в пределах мышцы, а при интенсивной продукции, возможно, и по эндокринному механизму — через лимфу и кровь. Существует гипотеза, что миокины играют главную роль в регуляции взаимодействия между скелетной мышцей, печенью, клетками поджелудочной железы и жировой тканью [27].

Так, в самое последнее время установлено, что миокины (в частности, иризин) могут способствовать дифференцировке высокоактивной в отношении митохондриального окисления липидов бурой жировой ткани, липокины которой, в свою очередь, препятствуют изменениям, связанным с метаболическим синдромом. Но продукция самого ирисина в мышцах идет из липоцитарного предшественника и стимулируется гормоноподобным липокином сытых липоцитов – лептином [28]. Очевидно, что мышечная и жировая ткани формируют с печенью автономную периферическую саморегулирующуюся сеть, вступающую во взаимоотношения с центральной гипоталамической и панкреатической регуляцией метаболизма [1]. В этой сети миокины играют существенную роль.

Протеин становится кандидатом в миокины при определении экспрессии его гена в мышечной ткани путем выявления мРНК или гидролизатов протеина. Для идентификации протеина как миокина необходимо также подтвердить секрецию протеина в кровь (лимфу) мышечными клетками. На сегодняшний день, для исследования мышечной адаптации к различным типам ФН, необходимы повторные мышечные биопсии. Проявления адаптация состоят в накопительным эффекте изменения экспрессии генов в ответ на ФН [29].

По текущим представлениям, можно выделить несколько ключевых моментов концепции миокинов:

1. Миокины — специфические цитокины или другие пептиды, которые продуцируются, экспрессируются и реализуют свои функции при непосредственном участии мышечных волокон.

2. Миокины могут оказывать аутокринное, паракринное и эндокринное действие.

3. Миокины являются частичными естественными антагонистами адипокинов, частично стимулируются липокинами и взаимодейсвуют с липокинами и гепатокинами в поддержании оптимальной чувствительности к инсулину и перераспределении энергоресурсов в организме.

4. Миокины обеспечивают защитное протекторное действие физических упражнений в отношении заболеваний, ассоциированных с малоподвижным образом жизни.

5. Мышцы реально производят сотни секретируемых продуктов, большинство из которых действуют лишь локально и не могут считаться эндокринными регуляторами.

6. К четко охарактеризованным миокинам относятся миостатин, LIF (Leukemia Inhibitory Factor или фактор подавления лейкемии), IL-6, IL-7, BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor или нейротрофический фактор мозга), IGF-1 (Insulin-like Growth Factor или инсулиноподобный фактор роста I, соматомедин С), FGF-1 (Fibroblast Growth Factor или фактор роста фибробластов), FSTL-1 (лиганд фоллистатиноподобного белка), а также иризин. Частично охаракетеризован в качестве миокина ИЛ-8.

В самое последнее время этот список пополнили биорегулятор взаимодействия мышц и кожи – ИЛ-15 и биорегулятор взаимодействия мышц и соединительной ткани – протеогликан декорин, известный как фактор ангиогенеза, стимулятор гипертрофии мышц и модулятор активности фиброгенного цитокина ТФРβ, защишающий от формирования келоидных рубцов [4].

Системное действие медиаторов воспаления характеризуется многократным фазовым увеличением в крови концентраций циркулирующих провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, природных антагонистов цитокинов и белков острой фазы, наряду с небольшим увеличением количества нейтрофилов и натуральных киллеров [29]. Эти регуляторы погружают организм в состояние вялотекущего хронического «ответа острой фазы», параллельно формируются условия для хронического стресса. Однако применение острых адаптивных механизмов в хроническом режиме по определению патогенно [30], что прямо влияет на ключевые моменты патогенеза многих хронических болезней в рамках так называемого «кластера заболеваний физической неактивности». Предполагается, что сеть миокинов выступает в качестве регуляторного аппарата, индуцированного физической нагрузкой и противодействующего провоспалительным адипокинам белого жира. Эта парадигма подводит концептуальную основу, объясняющую множественные последствия «сидячего образа жизни». Если эндокринные и паракринные функции мышцы не стимулируются сокращением, это вызовет дисфункцию ряда органов и тканей тела и повышенный риск развития метаболических нарушений, атеросклероза и его осложнений, онкологических заболеваний [31].

Первый выделенный миокин – интерлейкин-6 (Il-6, ИЛ-6) является наиболее изученным. Это гликопротеин с молекулярной массой 20–30 кДа. Он синтезируется мононуклеарными фагоцитами, фибробластами, лимфоцитами, гепатоцитами, миоцитами, эндотелиоцитами и другими клетками. Выявление ИЛ-6 в качестве миокина стало возможно после обнаружения увеличения его концентрации в плазме крови в 100 раз в ответ на интенсивную мышечную нагрузку [32]. Уровень циркулирующего IL-6 увеличивается в 100 раз после длительных физических нагрузок и снижается в период отдыха после тренировок [31,33]. Даже при отсутствии мышечного повреждения уровень ИЛ-6 повышается в сыворотке в ответ на ФН [34, 35]. Отмечен экспотенциальный рост уровня ИЛ-6 в плазме в ответ на ФН [37]. . Интенсивность, длительность ФН и объем вовлеченной мышечной массы оказывают влияние на степень повышения уровня ИЛ-6 в плазме [37]. Кроме того, выявлена секреция ИЛ-6 культурами мышечных клеток in vitro, причем в ответ на мышечное сокращение и в этих моделях происходит увеличение секреции ИЛ-6 [38].

Выявление продукции ИЛ-6 скелетной мышцей при ФН породило новый интерес к метаболической роли ИЛ-6, давно известного как медиатор воспаления, эндогенный пироген и индуктор ответа острой фазы, особенно – его метаболических компонентов. Идентификация IL-6 в качестве миокина, принимающего участие в инсулин-сенсибилизирующем воздействии при выполнения регулярных физических нагрузок обеспечивает ему контрастную и, следовательно, парадоксальную роль в обменных процессах. Дело в том, что, с одной стороны, ИЛ-6 в заметных количествах продуцируется и высвобождается при ФН, когда усиливается чувствительность мышц к инсулину, а с другой стороны, сам ИЛ-6 являясь провоспалительным цитокином, связан с развитием ожирения и инсулинорезистентности жировой ткани и, частично, печени. Таким образом, ИЛ-6 играет одновременно двоякую роль [39], в разных режимах действия, — как острый саногенный и хронический патогенный агент, а также перераспределяет энергоресурсы в пользу их большего потребления мышцами, что предполагает его разное действие на потребление энергии разными мишенями.

Медицинские исследования за последние 20 лет, выявили, что при метаболических нарушениях, вызванных гиподинамией и перееданием, имеет место вялотекущая хроническая гиперпродукция медиаторов воспаления, в первую очередь – в жировой ткани [1], а также, по-видимому, в сосудистых стенках, что позволяет и атеросклероз, ускоряющийся в этих условиях, трактовать как аутоиммунно-воспалительный процесс [39]. Следовательно, поиск терапевтических стратегий подавления хронического воспаления, в первую очередь – системного действия его медиаторов, и идентификации молекул, вовлеченных в эти процессы имеет большое значение. Тем не менее, выявление IL-6 в качестве миокина, принимающего участие в инсулин-сенсибилизирующем воздействии при выполнения регулярных физических нагрузок, предполагает контрастную и, следовательно, парадоксальную роль в обменных процессах. Рост уровня IL-6 в плазме крови связан с продолжительностью, интенсивностью нагрузки, с общей мышечной массой, участвующей в механической работе, и выносливостью. Этот миокин секретируется также Т-клетками и макрофагами и стимулирует иммунный ответ при механической травме и других вариантах ответа на повреждение. Гладкие миоциты в tunica media многих кровеносных сосудов также вырабатывают IL-6, что , возможно, связано с васкулитами и атерогенезом. В то же время IL-6 является сигнальной молекулой–регулятором метаболизма. Считается, что во время тренировки он действует как гормоноподобный фактор и мобилизует энергетические субстраты, влияя на их доставку в клетки мышц. ИЛ-6 реализует и свои противовоспалительные эффекты через ингибирующее действие на фактор некроза опухолей и ИЛ-1 и активацию антифлогогенных ИЛ-1ra и ИЛ-10. Локально, на сами мышцы, IL-6 действует через активацию каскада AMPK/PI3K. В этом случае повышается захват глюкозы и окисление жирных кислот мышечной тканью, причем известно, что IL-6 может накапливаться в мышце (то есть, выход его в плазму значительно меньше относительно всего объема синтезированного продукта). Кроме того, ИЛ 6 может действовать в качестве гормоноподобного вещества на периферии — например, в печени, жировых клетках, гипоталамусе, усиливая процессы липолиза в жировой ткани, а также глюконеогенеза печенью и меняя установочную точку температурного гомеостаза. В обоих вариантах активности все эффекты ИЛ-6 осуществляются через рецептор семейства gp130 [27]. В зависимости от тренированности человека установлена связь между уровнем IL-6 в плазме и внутримышечным IL-6. При гиподинамии обнаруживается высокое содержание IL-6 в плазме, в то время как постоянные тренировки снижают этот показатель, увеличивая лишь уровень внутримышечной фракции цитокина. Эти факты позволили предположить, что хроническая гиподинамия ведет к резистентности относительно действия ИЛ-6, что и приводит к повышению его уровня в плазме крови. Известно, что введение IL-6 вызывает повышение чувствительности мышц к инсулину [40], что, ввиду большого вклада мышечной ткани в интегральное потребление энергоресурсов, может приводить к общему увеличению её показателей для целостного организма. Однако, паракринное действие ИЛ-6, произведенного липоцитами и клетками иммунной системы на сами липоциты, наоборот, снижает чувствительность жировых клеток к инсулину, как если бы данный регулятор давал именно мышцам приоритет в инсулинозависимом использовании энергоресурсов [41].

Другие исследования показали, что ИЛ-6 может увеличивать уровень окисления жирных кислот (через активацию каскада АМФ-зависимой протеинкиназы (AMPK), фосфорилирующей декарбоксилазу ацетил-КоА, что делает малат менее доступным [42] . В то же время мыши с «нокаутным» геном ИЛ-6 быстро набирают избыточный вес и страдают ожирением различной степени [28]. Антивоспалительная активность IL-6 изучалась на моноцитах [43]. Известно, что лиганд TLR-рецепторов липополисахарид (LPS) индуцирует в моноцитах синтез ФНОα. Но ИЛ-6 подавляет этот синтез. Более того, при введении антител против ИЛ-6 у «нокаутных» по гену ИЛ-6 мышей отмечается повышенный уровень ФНОα. Таким образом, действие IL-6 многогранно: он влияет на метаболизм, обусловливая повышение энергообеспеченности мышечной ткани (захват глюкозы, реакции окисления жирных кислот, повышение содержания глюкозы в плазме за счет усиления глюконеогенеза печенью), возможно – в ущерб потреблению энергосубстратов липоцитами, а также подавляет синтез одного из важнейших цитокинов воспаления — ФНОα.

Некоторые исследователи отмечают, что на ранних стадиях физических тренировок подъем концентрации IL-6 связан с гликоген-независимыми механизмами и обусловлен изменением уровня кальция в цитозоле миоцитов. При нарастании интенсивности мышечных сокращений и снижении концентрации гликогена в мышцах включаются механизмы, связанные с активацией митоген-активируемой-протеинкиназы (MAPK). Возможно, эти данные позволят подойти к единой точке зрения о том, какой интенсивности должна быть физическая нагрузка для улучшения интегрального метаболизма липидов, в частности, при ожирении [44]. IL-6 повышает стимулируемую инсулином мышечную и общую утилизацию глюкозы и поглощение глюкозы, а также окисление жирных кислот. [32]. Индуцированный физическим нагрузками IL-6, может быть потенциальным кандидатом, стимулирующим метаболические пути, улучшая усвоение глюкозы, повышая окисление жиров и регулируя регенерацию скелетной мускулатуры.

Другой цитокин, синтезируемый в том числе и мышцами, IL-8 был охарактеризован в 1987 г как фактор активации нейтрофилов. IL-8 относится к семейству хемокинов и известен как хемоаттрактант нейтрофилов. Вдобавок к свойствам хемокина, IL-8 действует как ангиогенный фактор. IL-8, как и IL-6, выделяется в ответ на мышечное сокращение. Концентрация IL-8 повышается в ответ на упражнения высокой интенсивности, такие как быстрый бег, который включает эксцентрические сокращения мышц (эксцентрическими в спортивной медицине называются упражнения с растяжением, при которых мышца удлиняется под нагрузкой). Концентрические упражнения (укорочение мышцы при ее сокращении) средней интенсивности не приводят к увеличению концентрации IL-8. Однако, интенсивная тренировка на велотренажере приводит в небольшой степени к увеличению концентрации ИЛ-8 [45]. Представляет интерес, в какой степени ткани индивидов с различной мобильностью (растяжимостью) опорно-двигательного аппарата, в частности – при НДСТ, склонны к образованию ИЛ-8 под эксцентрической нагрузкой.

В одном исследовании было обнаружено увеличение м РНКIL-8 в несколько раз в мышечных биоптатах у лиц завершивших 3-х часовой бег на беговой дорожке. В другом исследовании, концентрация м-РНК IL-8 также увеличилась в ответ на часовую поездку на велосипеде, но плазменная концентрация ИЛ 8 не изменилась [46].

Физиологическая функция ИЛ-8 в мышце остается неизвестной. По большей части, системное увеличение уровня ИЛ-8 происходит за счет ответа на воспаление, имеющее место микроповреждениях, неизбежных в малорастяжимых тканях при мышечном сокращении с эксцентрическим компонентом. Так, увеличения концентрации ИЛ-8 в плазме в ответ на концентрическое упражнение не было выявлено. Однако при измерении артериовенозной концентрации во время и после концентрического упражнения, было выявлено небольшое выделение ИЛ-8, которое не привело к системному увеличению ИЛ-8 в плазме. Тот факт, что высокая локальная экспрессия ИЛ-8 происходит в работающей мышце, а в плазму выделяется лишь небольшое количество ИЛ- 8, соответствует концепции системно-местного защитного равновесия [47] и указывает на то, что ИЛ-8 действует локально, в пределах мышцы.

Наиболее вероятно, что функцией ИЛ-8 выделяющегося мышцей является стимуляция ангиогенеза. ИЛ-8 связывается с рецептором 1-го и 2-го подтипов (CXCR1 andCXCR2). Он индуцирует свой хемотактический эффект через CXCR1, в то время как, CXCR2 который экспрессируется микроваскулярными эндотелиальными клетками человека, является рецептором, отвечающим за ангиогенез, индуцируемый ИЛ-8 [45].

Была исследована экспрессия рецептора ИЛ-8 CXCR2 в биопсиях скелетных мышц человека после концентрического упражнения. В образцах, полученных после тренировки испытуемых на велосипеде, было выявлено значительное увеличение экспрессии м-РНК CXCR2 в скелетных мышцах по сравнению с образцами, взятыми до тренировки [46].

Таким образом, на основании того, что концентрическое упражнение индуцирует экспрессию м-РНК CXCR2 и белка в сосудистых эндотелиальных клетках мышечных фибрилл, можно сделать предположение, что ИЛ-8, выделяемый мышцей, действует локально, стимулируя ангиогенез через рецептор CXCR2.

В своей работе Pedersen B.K.et al. предположили, что ИЛ-8 должен быть классифицирован как потенциальный миокин [45].

Итак, функции мышц не сводятся только к сокращению и поддержанию позы. Мышечную ткань необходимо рассматривать и как секреторный орган — регулятор метаболизма и функций других органов. Концепция миокинов помогает осознать молекулярные процессы, лежащие в основе интегральной адаптации движущегося организма. Более того, как показали эксперименты, цитокины мышечной природы оказывают ряд благоприятных эффектов на метаболизм в самых разных аспектах: через активацию различных сигнальных систем. Причем, самое важное заключается в возможности применять новые знания в клинике — прежде всего в реабилитационной медицине, лечебной физической культуре, врачебном контроле занятий физкультурой и спортом.

Следует отметить, что, несмотря на ряд исследований, проведенных в этой области с того момента, как была сформулирована концепция миокинов, вокруг данной темы ведется активная полемика, а гипотеза о протективной роли миокинов при «болезнях цивилизации» далеко не всеми авторами разделяется [48]. Несмотря на то, что функционирование миокинов остается не до конца исследованной актуальной темой, уже сегодня можно говорить о существенных профилактических свойствах умеренных физических нагрузок на организм человека относительно целого ряда заболеваний, а именно: рака молочной железы и толстой кишки, сахарного диабета 2 типа, болезней сердечно-сосудистой системы, прежде всего, атеросклероза и его осложнений, ожирения, стеатоза печени и прочих недугов, ассоциированных с понятием «метаболический синдром». Механизмы этого действия физических нагрузок различны, а перекрестное общение разнообразных мезенхимальных и эпителиальных производных в организме, по-видимому, не менее важно в норме и при патологии, чем нейроэндокринная регуляция, опосредованная ЦНС и эндокринной системой. Более того, существует, выражаясь словами известного писателя-футуролога А.Р. Беляева (1932), «рабочее самоуправление клеток» [49], которое в организме не менее важно, чем центральные регуляторные воздействия, и в силу этого периферические ткани и органы (мышечная, жировая, лимфоидные органы, печень) для эффективной регуляции не имеют постоянной необходимости обращаться к центральному звену. Обращает на себя внимание факт, что из 17 описанных миокинов 10 секретируются также жировой тканью, и, к тому же [50], липокины могут быть предшественниками (белок FNDC5 липоцитов – для иризина мышц) или стимуляторами миокиновой секреции (лептин липоцитов для иризина мышц). Порой метаболическое действие этих органокинов на разные ткани противоположно. Ярким примером такой «бинарности» служит ИЛ-6.

Возникает вопрос: как может цитокин одновременно участвовать в воспалительном сигналинге при ожирении и вызывать положительные противовоспалительные эффекты во время ФН? Какую роль играет двустороннее взаимодействие между клетками жировой и мышечной ткани? По- видимому, важен острый либо хронический паттерн сигнализации. У здорового человека с нормальной массой тела поперечно-полосатая мышечная ткань является самой широко представленной в теле, составляя 40–60% от его общей массы, в то время как на жировую ткань приходится 20–35%. У лиц с ожирением процент жировой массы возрастает, в результате чего повышается концентрация провоспалительных цитокинов, в то время как доля регуляторов, секретируемых мышечной тканью, снижается вследствие сидячего образа жизни. Это приводит к дизбалансу про- и противовоспалительных цитокинов с последующим развитием метаболических нарушений. Во взаимодействие между мышечной и жировой тканью, может вмешиваться иммунная система, генерируя различные аутоантитела, способные вызывать эффект агонистов и антагонистов в отношении рецепторов разных цитокинов, а также сами эти цитокины. Другой важный фактор – структурно-функциональная целостность мезенхимальных барьеров, делающих действие паракринных регуляторов местным, ограничивающих воспаление очагами. Их способность противостоять системному распространению аутакоидов при воспалении, определяет насколько вероятный эффект того или иного миокина, липокина, гепатокина, цитокина – остается юкста- и паракринным, не достигая эндокринных рамок [2]. При этом решающее значение могут иметь конституционально-генетические особенности индивидов, например принадлежность к фенотипам, связанным с системной дисплазией соединительной ткани, которая влияет на целостность и функцию таких барьеров.

Соматотип можно рассматривать как совокупность генетических и фенотипических маркеров, характеризующих состояние реактивности и профиль индивидуального развития [51]. Конституция включает наследственные признаки, но не является прямым отражением генотипа в силу наличия доминирования, эпистаза, неполной пенетрантности аллелей, порогового действия внешних факторов на экспрессию генов, геномного импринтинга и т. д. По сути, конституция является формой групповой реактивности, сопрягающая телосложение с определенным паттерном функционирования иммунонейроэндокринного аппарата [52]. Т. И. Кадурина выделяет дифференцированные (в зарубежной литературе — «синдромальные») дисплазии соединительной ткани (ДСТД) и недифференцированные (несиндромальные) формы дисплазии соединительной ткани (НДСТ). Дифференцированные дисплазии соединительной ткани имеют в основе конкретный моногенный дефект, проявляющимся полным набором четко очерченных симптомов такие как синдромы Марфана, Черногубова–Элерса–Данло, Лёя–Дитца, MASS-фенотип и др. Недифференцированные (ср. зарубежный термин «несиндромальные») дисплазии СТ (НДСТ) могут иметь место, когда у пациента присутствует смешанный набор признаков марфаноидного и иных фенотипов, не укладывающийся полностью ни в одну из моногенных ДСТД.

Недифференцированная дисплазия соединительной ткани (НДСТ) является широко распространенным, гетерогенным, наследственным, мультисистемным пограничным состоянием конституции, в основе которого лежит нарушение метаболизма и самосборки соединительной ткани. [9].

Как правило, наибольшим потенциалом для спорта обладают дети и юношество смешанного (диспластического) фенотипа [54]. С другой стороны, спортивный потенциал может снижаться при наличии крайне выраженных признаков НДСТ, особенно гипермобильности суставов [54]. НДСТ это не заболевание, а конституционально обусловленное состояние (сродни классическому понятию конституционального диатеза по А.А. Богомольцу, то есть крайнего пограничного варианта нормы), предрасполагающее к формированию ряда клинических синдромов и хронических болезней [55]. Неустойчивость мезенхимальных производных, включая опорно-двигательный аппарат, к энергетической и пластической депривации, обусловленной гиперкортицизмом, присущим тренировочно-соревновательным стрессам, присуща любым вариантам НДСТ и рано проявляется [54]. Нарушение целостности и функции мезенхимальных барьеров при НДСТ, может способствовать системному распространению аутакоидов при воспалении, играя тем самым важную роль в балансе про- и противовоспалительных цитокинов, особенно тех, которые освобождаются при мышечной работе. У марфаноидных подростков сформулирована и частично обоснована данными катамнестических наблюдений и клинико-патофизиологических исследований, гипотеза о закономерной трансформации гипоталамического синдрома пубертатного периода в раннюю, осложненную аутоиммунными тироидитом, форму метаболического синдрома, причем в этом играют роль избыток как некоторых центральных регуляторов (пролактин), так и аутакоидов (ТФРβ1-2 и лептин) [56]. Установлена важная маркерная прогностическая для развития МС роль синтезируемого при этом продукция в избытке такими подростками белка острой фазы церулоплазмина, концентрации которого чувствительны к ряду цитокинов воспаления, в частности, к ИЛ-6 [57, 59]. Таким образом, представляется важным, изучить взаимосвязь конституциональных особенностей НДСТ с метаболическими параметрами. Благодаря конституциональным особенностям (гипермобильность суставов, повышенная акробатическая гибкость, пластичность) лица с НСДС часто занимаются в спортивных секциях и добиваются выдающихся успехов в определенных видах спорта (среди них есть много олимпийских чемпионов и призеров). Но как отражается эта гибкость на продукции их тканями органокинов – не изучено.

Изменения в анаболическо-катаболическом про- и противовоспалительном гормонально - аутакоидном балансе могут быть использованы у спортсменов и у регулярно тренирующихся лиц (то есть, физкультурников) в качестве критерия интенсивности тренировки в индивидуальном и командном спорте, а возможно, и послужить основой для создания методов физической терапии заболеваний, ассоциированных с метаболическим синдромом, особенно его ранними формами.

Отмечая положительные аспекты физической активности, важно подчеркнуть, что ФН не всегда и не у всех оказывает равнозначный и равномасштабный противовоспалительный эффект. Несколькими исследованиями было показано значительное увеличение уровней провоспалительных цитокинов (ИЛ-6, ИЛ-1, ФНО) как результат различных типов ФН. Интересно, что упражнение в этих исследованиях было связано со значимым увеличением уровня ИЛ-1ra — антагонистов рецептора ИЛ-1, провоспалительного медиатора. Вероятно, что ИЛ-6 является цитокином, наиболее чувствительным к воздействию ФН. Считается, что ИЛ-6 необходим для восстановления после мышечного повреждения, вызванного ФН. Одной из интересных особенностей ФН является то, что она приводит к одновременному повышению уровней аутакоидов-антагонистов. Как было замечено ранее, с одной стороны, ФН стимурирует анаболический компонент оси гормон роста-IGF-1, а с другой стороны, при ФН повышается уровень катаболических провоспалительных цитокинов (ИЛ-6, ИЛ-1, ФНО). ФН могут приводить к одновременному повышению концентраций катаболических гормонов, таких как кортизол, и к увеличению уровня противовоспалительных цитокинов (ИЛ-1ra). Это указывает на наличие нескольких взаимодействующих контролирующих механизмов различного (системного, регионального, местного) уровней и на необходимость оптимальной адаптации к ФН. Очень тонкий баланс между про- и противовоспалительным ответом на ФН будет определять оптимальную адаптацию и последствия для здоровья. Если противовоспалительный ответ будет сильнее, чем провоспалительный, ФН приведут к увеличению тренированности и росту мышечной массы. Более выраженный катаболический ответ, особенно если он сохраняется длительное время, может привести к перетренированности.

Таким образом, индуцированный физическим нагрузками IL-6 может быть потенциальным стимулятором метаболических путей, улучшающих усвоение глюкозы, повышающих окисление жиров и регулирующих регенерацию скелетной мускулатуры. Понимание роли IL-6 в регулировании углеводного и жирового обменов, может позволить выработать стратегию не только дозирования физических нагрузок, но и адекватного восстановления, при котором организм адаптируется к регулярным физическим тренировкам.

Согласно литературным данным, был проведен протеомный анализ секретируемых клетками скелетных мышц белков человека, но регулирование миокинами физических нагрузок оценивалось лишь на уровне м-РНК, без отслеживания динамики этих регуляторов в системном кровотоке [60]. Изучение внутриклеточных сигнальных путей, связанных с IL-6, необходимо для понимания метаболизма при адаптации к ФН. Известно, что индуцированная сократительная активность в мышечных клетках человека сопровождается укорочением саркомеров, активизацией АМФ-активируемой протеинкиназы и увеличением секреции IL-6 [38].

В состоянии покоя мышцы ген IL-6 «молчит», но быстро активируется при сокращениях. Скорость транскрипции его выше, чем у любого другого гена в мышцах и возможно многократное увеличение динамической концентрации транскрипта. IL-6 модулирует уровень углеводных субстратов в скелетных мышцах, причем предполагается, что IL-6 действует как «поставщик энергии».

Кроме того, мышцы, продуцирующие IL-6, вероятно, ингибируют производство TNF-α и, таким образом, преодолевают TNF-α-индуцированную инсулинорезистентность. IL-6 опосредовано активирует утилизацию глюкозы и жирных кислот через активацию окисления при действии инсулин-стимулированной аденозинмонофосфат-активированной протеинкиназы (AMPK), регулируя энергетический гомеостаз миоцитов.

Еще классик патофизиологии П.М. Альбицкий в 1918 г. показал, что в системе обмена веществ нет чистых «шлаков», то есть ненужных метаболитов, лишенных регуляторных потенций [61].

Промежуточные метаболиты, образующиеся в результате длительных тренировок, принимают участие в поздней стадии перехода к полному окислению жирных кислот и регуляции потребления аминокислот и лактата для глюконеогенеза. Подмножество метаболитов, в том числе – незаменимых факторов питания, активируется при пиковой кратковременной нагрузке: в их число входят такие как глицерол, никотинамид, глюкозо-6-фосфат, пантотенат и сукцинат. Они индуцируют экспрессию орфанного ядерного рецептора NR4a1. Ген NR4a1, как известно, является геном ранней индукции факторов стресса, а орфанный ядерный рецептор NR4A играет важную роль в поддержании клеточного гомеостаза [62, 63]. Анализ физических и химических свойств низкомолекулярных метаболитов, их связи с уровнем и экспрессией IL-6 и взаимодействием с геном ранней индукции факторов стресса – существенны при ФН, которую всегда рассматривают как классический стрессор. Эти характеристики отражают взаимодействие между геномными и пост-транскрипционными механизмами, которые модулируют индивидуальную физиологическую адаптацию к окружающей среде и, таким образом, влияют на фенотипические параметры [63]. Основные механизмы: такие как характер изменений мышечного метаболизма белков и аминокислот, их взаимосвязь с с уровнем и экспрессией IL-6 и NR4a1, к настоящему моменту недостаточно хорошо изучены [64]. В данном исследовании предполагается, что при регулярной физической нагрузке будет изменяться профиль метаболических показателей плазмы, отражая изменения мышечной биоэнергетики. Предполагается также, что анализ изменений промежуточных метаболитов, будет способствовать дальнейшему пониманию основных адаптационных механизмов и разаботке подходов, способствующих предупреждению и преодолению синдрома перетренированности. Таким образом, необходима характеристика промежуточных метаболитов плазмы при регулярных физических нагрузках, чтобы рассмотреть новые возможности для будущих оценок неинвазивных методов контроля тренированности мышц. В целом, основным ожидаемым фундаментальным результатом работы является получение новых знаний о механизме миокин-индуцированной регуляции метаболизма мышечной ткани при регулярных физических нагрузках. В прикладном отношении это, вероятно, позволит найти профилактические и терапевтические решения для предотвращения синдрома усталости мышц и повысить физическую выносливость при различной степени интенсивности физических нагрузок. Определение роли миокинов в регуляции энергетического, углеводного и липидного обменов, в частности, понимание молекулярной динамики IL-6 и его влияния на образование промежуточных метаболитов энергетического метаболизма актуально для определения ключевые звеньев приспособления к физической нагрузке и с точки зрения проблемы иммунодепрессии, выводящей спортсменов из строя как раз в период наиболее стрессирующей соревновательно-тренировочной нагрузки, поскольку необходим поиск таких режимов мышечной деятельности, которые не препятствуют нормализации функций иммунной системы.

Таким образом, изучение литературы показывает, что избранные цель и задачи фундаментально содержательны: для развития новой концепции органокиновой регуляции и для обоснования принципа системно-местного регуляторного равновесия, а также актуальны в прикладном отношении: для спортивной медицины, лечебной физкультуры, кардиологии, эндокринологии, ортопедии и травматологии, восстановительной медицины.

Кроме того, представляет очевидный интерес, с точки зрения изучения патогенеза НДСТ и связанных с ней расстройств, каковы особенности миокинового спектра и матаболома при НДСТ, в первую очередь – в подростковый период, когда формирование организма и, в частности, опорно-двигательного аппарата и нейроэндокринной системы еще не завершено и находится, по выражению Ю.И. Строева и Л.П. Чурилова, в постнатальном критически-сенситивном периоде [10], еще до полного развития коморбидных с НДСТ заболеваний.

Глава 3 Материалы и методы исследования

3.1 Дизайн и методы исследования

Клиническая характеристика исследованных курсантов и объем выполненных исследований

Ввиду необходимости стандартизации дополнительных факторов, влияющих на состояние обмена и уровни биорегуляторов (пол, возраст, образ жизни, питание и др.), для исследования был избран организованный контингент с высоким и контролируемым уровнем физической активности и типовыми условиями жизни. Во время планового медицинского обследования, было с их добровольного информированного согласия исследовано 72 курсанта Суворовского училища (г. Санкт-Петербург), из них 32 учащихся 4-го курса и 40 учащихся 6 курса. Подгруппы разного возраста были выделены ввиду того, что в 14-17 лет идет интенсивный пубертатный скачок в развитии нейроэндокринной системы и локомоторного аппарата, делающий объединение всех подростков в единый контингент методологически некорректным. Все исследуемые прошли клиническое обследование с привлечением врачей-специалистов на базе училища и привлекались к исследованию только будучи практически здоровыми, без острой патологии и установленных диагнозов хронических заболеваний. У всех подростков были оценены показатели физического развития и рассчитан индекс массы тела по А. Кетле. При объективном осмотре и сборе анамнеза особое внимание обращалось на наличие стигм НДСТ: сколиоза, деформаций грудной клетки, плоскостопия, вальгусной деформации стоп, протрузии тазобедренных суставов, лицевых дизморфий, долихостеномелии, гипермобильности суставов выше критического уровня по шкале Бейтона, кожных стрий, миопии, астигматизма, межпальцевых перепонок, арахнодактилии (по критериям ВНОК - [66]).

Признаки НДСТ верифицировались с помощью клинических тестов [56], которые включали:

1. Симптом «большого пальца» (Steinberg I). Большой палец легко укладывается поперек ладони и в этом положении концевой отдел ногтевой фаланги выступает за ее ульнарный край, независимо от того достигается этот выход с помощью исследователя или без нее.

2. «Симптом запястья» (Walter-Murdoch): испытуемый легко охватывает запястье мизинцем и большим пальцем, при этом кончик большого пальца перекрывает весь ноготь пятого пальца.

Кроме того, производилось взятие крови для исследования показателей липидного и углеводного метаболизма. Были определены уровни гемоглобина, эритроцитов крови, общего холестерина, ТГ, ХС ЛПВП, ХС ЛПНП, ХС ЛПОН, фибриногена, глюкозы, С-пептида, инсулина, тестостерона.
У младщих подростков – курсантов 4 го курса было также проведено исследование методами метаболомики ключевых метаболитов плазмы крови, характеризующих разные звенья энергетического и пластического обмена (3-гидроксибутират, ацетат, аланин, бетадин, карнитин, холин, цитрат, креатин, креатинин, глутамин, глицин, изолейцин, лактат, лейцин, метанол, орнитин, фенилаланин, треонин, тирозин, валин), определен уровень в плазме миокиновых цитокинов И-6 и ИЛ-8, а также определены концентрации внутриклеточной и, раздельно, внутримитохондриальной АТФ.

У всех курсантов в период обследования были зарегистрированы результаты сдачи физкультурных нормативов. Нормативы включали в себя время, показанное в беге на 1км (скоростная выносливость), в беге на 100 м (мощность), и количество выполненных в контрольный срок подтягиваний (сила мышц плечевого пояса).

На основании анамнестических данных и данных объективного осмотра, а также положительных симптомов Штейнберга и Вальтера–Мурдоха. курсанты 4го и 6 го курса были разделены на 2 группы: группа, куда входили лица, имеющие признаки НДСТ и группа, без наличия таковых. Критериями включения в первую группу были положительные тесты Вальтера-Мурдоха и Штейнберга I, в сочетании с наличием совокупности клинико-анамнестических признаков, перечисленных выше.

Среди курсантов 4 курса в первую группу – с верифицированными клинико-анамнестическими признаками НДСТ – вошли 13 человек, во вторую группу (без ее признаков) вошло 18 человек. Среди курсантов 6 курса в первую группу вошли 20 человек, во вторую – также 20 человек.

Клинико- инструментальные методы исследования

У всех обследованных подростков проводилось измерение массы тела и роста, высчитывался индекс массы тела (ИМТ) по А. Кетле, определяемый как вес (кг)/ рост (м)2. Толщина жировой складки была измерена с помощью калипера. Окружность талии и окружность бедра измерялись стандартно при помощи металлической сантиметровой ленты. У подростков проводилось измерение артериального кровяного давления (АД) методом Н.С. Короткова согласно стандартным рекомендациям.

Группы состояли только из подростков мужского пола и были практически идентичны по возрасту, который составил в младших первой и второй группах - 14-15 лет, в старших первой и второй группах - 16-17 лет.

Средние значения антропометрических характеристик курсантов 4 го и 6го курса представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 Общие характеристики антропометрических и показателей спортивных нормативов курсантов 4 и 6 курса

Показатель	4 курс (N=32)	6 курс (N=40)
Среднее	Ошибка среднего	Среднее	Ошибка среднего
Рост, см	171,30	1,09	176,20	0,85
Масса тела, кг	61,20	1,47	66,20	1,17
ТЖС, см	0,83	0,06	0,61	0,03
ОТ, см	71,90	0,82	73,53	0,71
ОБ, см	92,40	0,92	90,76	0,68
Бег на 1000 м, мин	3,31	0,04	3.22	0,02
Бег на 100 м, сек	13,80	0,13	14,02	0,08
Подтягивания, повторов	12,20	0,81	14,43	0,38

Где ТЖС- толщина жировой складки, ОТ-окружность талии, ОБ-окружность бедра

Биохимические методы исследования

Определение липидных и липопротеиновых показателей сыворотки крови

Для исследования липидных показателей использовали венозную кровь, которую получали не менее чем черeз 12 ч после последнего приема пищи. Уровень общего ХС, ТГ, ХС ЛПВП определяли в сыворотке крови на биохимическом анализаторе Cobas Integra 400 Roche. Остальные показатели липидограммы расчетные. Содержание ХС ЛПНП и ХС ЛПОНП определяли расчетным методом по формуле Friedewald: ХС ЛПОНП= (ТГ/2,2); ХС ЛПНП= общий ХС- (ХС ЛПВП+ ХС ЛПОНП), а коэффициент атерогенности (КА) по формуле КА=( общий ХС-ХС ЛПВП)/ХС ЛПВП) (по А.Н. Климову). Все величины, кроме КА имеют размеронсть ммоль/л. КА выражен в относительных единицах. Внутрилабораторный контроль качества осуществлялся с использованием стандартных контрольных сывороток.

Определение глюкозы сыворотки крови

Определение глюкозы выполнялось гексокиназным методом на биохимическом анализаторе Cobas Integra 400 Roche.

Определение инсулина и С-пептида

Определение уровня инсулина проводилось с помощью набора для количественного определения инсулина Elecsys Insulin на биохимическом анализаторе Cobas e411. Уровень С-пептида определяли с помощью набора для количественного определения с-пептида Elecsys C-peptid на биохимическом анализаторе Cobas e411.

Определение тестостерона

Уровень тестостерона определялся с помощью ИФА на биохимическом анализаторе Alisei Q.S.

Определение фибриногена

Определение уровня фибриногена производилось на биохимическом анализаторе Trombostat Benk Electronic по стандартной технологии.

Исследование метаболитов плазмы

Для этого, количественный анализ низкомолекулярных (1 кДа) метаболитов плазмы крови будет проводиться с помощью 1Н-спектроскопии ядерного магнитного резонанса (1Н-NMRS.), фотофизических методов с применением тонкопленочных препаратов.

Пробоподготовка

Метод твердофазной экстракции

Реактивы - метанол (Burdic&Jackson, Германия), 5% водный раствор метанола; ацетонитрил (Sigma, Германия). Картриджи Agilent SampliQ Si-SAX 200, 60 Ǻ, 3 мл, 3СС (Agilent Technology, США).

В пробоподготовки было использовано осаждение белков плазмы с помощью ацетонитрила с последующей твердофазной экстракцией. К 300 мкл исследуемой плазмы прибавляли 150 мклацетонитрила, перемешивали на вортекс-шейкере в течение 3 мин, центрифугировали при 10000 об/мин в течение 10 мин. К супернатанту в объеме 300 мкл прибавляли 1,5 мл 5% водного раствора метанола, затем пробу (1 мл) нанесли на сорбционный патрон активированный 1 мл метанола и уравновешенный 1 мл дистиллированной воды. После этого патрон промывали 1,0 мл 5% водным раствором метанола, затем целевые компоненты элюировали 1,0 мл 5% водным раствором метанола.

Ацетонитриловая экстракция

Реактивы-ацетонитрил (Sigma, Германия)

К 400 мкл исследуемой плазмы прибавили ацетонитрил 400 мкл (1:1), положили на лед на 10 мин, затем перемешали на вортекс-шейкере в течение 30 сек, далее центрифугировали при 10000 об/мин в течение 10 мин. После этого произвели забор средней фазы 100 мкл из полученного образца.

Описание ЯМР эксперимента

ЯМР спектры были сняты на спектрометре Varian400 MHz (США), с точной частотой магнитного резонанса протонов 399,85 МГц при температуре 298 К.

Стандартные протонные спектры регистрировались под действием 60-градусного радиочастотного импульса с использованием методики подавлением воды water_ES. Релаксационная задержка составила 15 секунд, регистрация сигнала происходила в течении 2,556 секунд. Ширина спектра составила 6410,3 Гц, что эквивалентно 16 ppm (от -2 до 14 ppm). Объем регистрируемых данных составил 16384 комплексные точки. Все спектры были получены при 256 накоплениях. Непосредственно перед проведением ЯМР эксперимента 250 мкл образца были растворены в 750 мкл 99,9 % D2O.

Water_ESпредставляет из себя сложную импульсную последовательность с использованием целого ряда методик подавления воды (селективное насыщение, T1-фильтр, WATERGATE). Параметры импульсной последовательности для подавления растворителя в каждом образце подбираются автоматически. Идентификация сигналов в спектрах производилась с помощью программного обеспечения Chenomаx.

Исследование в митохондриальной АТФ и в кл АТФ

Методика конфокальной микроскопии клинических образцов

Пробоподготовка

Обработку образца начинали после формирования кровяного сгустка (не ранее, чем через 30 минут и не более 3 часов после забора). Подбор режима центрифугирования осуществляли на скоростях 1500 об/мин в течение 10 минут, 2000 об/мин в течение 10 минут и 3000 об/мин в течение 7,5 минут. Максимальное разделение сыворотки и клеточного осадка наблюдалось при режиме центрифугирования 2000 об/мин в течение 10 минут при комнатной температуре.

Клеточный осадок отбирали по 1 мл в криовиалы объемом (1,8-2,0) мл. Пробы хранили в штативах с крышками, при -20°С, -40°С, -60°С, -80°С до выполнения анализа. При температуре -80°С количество жизнеспособных клеток превышало 25 млн, при более высоких температурах -20°С, -40°С клетки погибали при сроках хранения 1-2 недели и выполнить анализ не представлялось возможным, при температуре -60°С количество жизнеспособных клеток снижалось до 5 млн, что снижает достоверность результатов. Для длительного хранения и коллекционирования образцов был выбран температурный режим -80°С.

Выделение клеток и их подготовка для конфокальной микроскопии

Обработку предварительно подготовленных образцов начинали после размораживания в течение 30 минут при комнатной температуре. Пробу разводили стерильным 0,2 молярным фосфатно-солевым буфером (ФСБ) из расчета 5:1. Значение PH буфера составляло 7,8. Далее центрифугировали образцы на скорости 4000 оборотов в минуту в течение 10 минут при температуре 4°С. Аккуратно удаляли жидкую фазу механической пипеткой и добавляли 5 мл ФСБ к осадку. Также используя механическую пипетку объемом 1 мл, разводили осадок в ФСБ и доливали ФСБ до 5 мл, далее перемешивали. Далее повторяли процедуру отмывки (центрифугирования образца, удаления жидкой фазы, добавления буфера) при указанных выше параметрах еще 2 раза.

После отмывки лизировали образцы в течение двух часов при температуре - 80°С. Далее, пробу размораживали при комнатной температуре, добавляли до 5 мл ФСБ и центрифугировали на скорости 4000 об/мин в течение 4 минут при температуре 4°С. Удаляли жидкую фазу пипеткой. Для наблюдения внутриклеточного АТФ использовался ATP Bioluminescent Assay Kit (BAK), используемый для количественного определения АТФ в клетках. После подготовительных процедур использовался 96-и луночный плоскодонный культуральный планшет ТРР. Механической пипеткой подготовленные образцы помещались в лунки планшета в объеме 0,1мл и делалась отметка соответствия об их размещении в лабораторном журнале. Согласно инструкции BAK были подготовлен люминицентный реагент, который в объеме 0,1мл смешивался с образцом в лунке. Для каждой серии эксперимента был подготовлен контрольный образец (смесь стандарта АТФ из BAK и ATP AssayMix из BAK в пропорции 1:1 объемом 0,1 мкл, а также образцы калибровочных кривых согласно инструкции BAK. Далее значение интенсивности люминесценции регистрировалось с помощью детектора конфокального микроскопа LSM 700 (CarlZeiss, Германия)

Конфокальный эксперимент

Подготовленный планшет помещался в держатель конфокального микроскопа. Для определения растворенного АТФ пользовались методом конфокальной микроскопии. Готовили препараты из лизированных эритроцитов с использованием набора (ATP BioluminescentAssayKit). При взаимодействии с АТФ компоненты набора начинали активно люминесцировать. Детекция проводилась в спектре свечения люцеферина желтого (в видимом диапазоне ~500-700 нм) с ожидаемым максимумом около 536 нм. Данные снимались на конфокальном микроскопе LSM 700 (CarlZeiss, Германия) с использование программного обеспечения ZENblackMicroscope and Imaging Software (CarlZeiss, Германия). Для анализа каждой лунки данные снимались в нескольких точках. Для построения калибровочной кривой использовались стандарты в разной степени разведения и без него.

Исследование ИЛ-6 и ИЛ-8

Определения содержания цитокинов ИЛ6 и ИЛ- в сыворотке крови было произведено с помощью метода ИФА в мононуклеарах. Для определения концентрации цитокинов ИЛ-6, ИЛ-8, в сыворотках крови использовали коммерческие наборы для иммуноферментного анализа фирм Biosource и BenderMedSystems. Результаты анализа учитывали спектрофотометрически при длине волны 450 нм. Оптическую плотность определяли на приборе Anthos 2020. Калибровочная кривая строилась автоматически по результатам, полученным для стандартов, и по ней определяли содержание определяемого цитокина в исследуемых образцах.

Статистическая обработка данных

Статистическая обработка данных была проведена с помощью программного обеспечения Statistica 6. В связи с однородностью групп, исходили из предположения о близости естественного распределения признаков к нормальному и применили методы параметрической статистики. С помощью методов описательной статистики были определены средние значения признаков. Кроме того, с помощью определения парного критерия Стьюдента были определены достоверные различия между средними значениями признаками в двух группах. Был проведен корреляционный анализ между признаками в каждой группе у курсантов 4 го и 6го курса. За сильную степень корреляции принимались значения >0,8. Достоверными считались различия при p<0,05.

Глава 4. Результаты исследования

Среди старших подростков – курсантов 6 курса основная группа (с признаками НДСТ) составила 20 человек, контрольная группа составила также 20 человек. Средний возраст курсантов составил 16,85 ± 1,02. Средние антропометрические показатели, а также средние значения результатов нормативов в основной и контрольной группе представлены в таблице 4.1.

4.1 Основная и контрольная группа. Общая характеристика групп.6 курс.
Таблица 4.1

Основная группа (N= 20)	Контрольная группа (N=20)
Среднее	Ошибка среднего	Среднее	Ошибка среднего
Масса тела (кг)	64, 73	1,80	67,73	1,39
Рост (см)	176,72	1,40	175,81	0,97
ИМТ (вес/рост (м)²)	20,64	0,44	21,91	0,33
ОТ (см)	71,82	1,16	75,22	0,61
ОБ (см)	90,23	0,91	91,24	1,02
ТЖС (см)	0,58	0,04	0,63	0,37
Бег на 1000 м (мин)	3,23	0,02	3,21	0,02
Бег на 100м (сек)	14,07	0,12	13,97	0,11
Подтягивания (кол-во раз)	14.52	0,62	14,31	0,45

Достоверные различия между группами были только при сравнении средних значений показателя окружности талии (71,8±1,16, 75,2±0,61, p= 0,007) и индекса массы тела (20.6 ±0,44, 21.9±0,33, p=0,015).

4.2 . Описание корреляционных связей между показателями в основной и контрольной группе. 6 курс.

4.2.1 Описание сильно коррелирующих показателей ( > 0.8):

В основной группе наибольшие коэффициенты корреляции отмечены между массой тела и окружностью запястья, ИМТ, а также между показателями липидограммы: ХЛС общ, ТГЛ, Хл ЛПНП и Хл ЛПОНП. Кроме того, сильная обратная корреляция отмечается между результатами бега на 100 м и количеством подтягиваний.

Наиболее выраженными в этой группе являются:
корреляция между результатом бега на 100 м и количеством подтягиваний, r= - 0,84 (p<0,001), корреляции между массой тела и окружностью запястья, r= 0,85 (p<0,001), ХЛС общ и Хл ЛПНП r= 0,94 (p<0,001), ТГЛ и Хл ЛПОНП r= 0,95 (p<0,001), между весом и ИМТ, r= 0,84 (p<0,001).

В контрольной группе наибольшие коэффициенты корреляции также имеются между весом и ростовыми характеристиками, однако, численные их значения меньше. Так менее выраженной оказалась связь массы тела и окружности запястья, r= 0,61 (p<0,01), а связи между показателями «масса тела» и «ТЖС складки», «ОБ» и «Окружностью запястья» стали статистически недостоверными. Численно меньше связи показателей ХЛС общ и ХлЛПНП, r= 0,67 (p<0,01). Кроме того, также были отмечено численно меньшие связи между результатом бега на 100 м и количеством подтягиваний, однако значение данной корреляции оставалось высоким r= - 0,74 (p<0,001). Отмечается появление сильной корреляционной связи между показателями эритроциты и гемоглобин, r=0,91 (p<0,001). Выявлено появление статистически достоверных обратных корреляций между «Хл ЛПНП» и «гемоглобин» r= – 0,55 (<0,05), «Хл ЛПНП» и «эритроциты» r= – 0,59 (p<0,05), а также показателями «Индекс атерогенности» и «гемоглобин» r= – 0,57 (р<0,05); «Индекс атерогенности» и «эритроциты» r= – 0,58 (p<0,05).

В обеих группах корреляции между показателями ТГЛ и Хл ЛПОНП наиболее сильные и составили r=0,95 и r=0,97 соответственно при p<0,001

4.2.2 Описание средне коррелирующих показателей (0,8<r <0,65):

В основной группе отмечались значимая корреляция между результатами бега на 1000 км и бега на 100 м, r=0,70 (p<0,01), а также обратная корреляция между результатами бега на 1000 м и количеством подтягиваний, r= -0,67 (p<0,01). Выраженными, как и следовало ожидать, оказались связи между ростом и массой тела, r=0,74 (p<0,001), окружностью бедра, r=0,74 (p<0,001), окружностью запястья, r=0,66 (p<0,01). Среди показателей липидограммы значимые корреляции были выявлены между общим холестерином и триглицеридами, r=0,67 (p<0,01), ХС ЛПОНП, r=0,69 (p<0,01), а также между индексом атерогенности и ХС ЛПВП, r=-0,61 (p<0,01), ХС ЛПНП, r=0,69 (p<0,01). Отмечалась также значимая взаимосвязь между показателями «гемоглобин» и «С-пептид», r=0.72 (p<0,001). Была выявлена корреляция между «ОТ» и «АД», r=0,64 (p<0,05).

В контрольной группе, также отмечалась значимая корреляция между показателем «бег на 1000 м» и «бег на 100 м», r=0,69 (p<0,01) и обратная корреляция между показателем «бег на 1000 м» и «количество подтягиваний», r=-0,75 (p<0,001). Связь показателей «ХС ЛПНП» и «индекс атерогенности» оказалась численно больше, r=0.81 (p<0,001) в данной группе.

4.3 Основная и контрольная группа. Общая характеристика групп курсантов 4го курса

Среди младших подростков – курсантов 4 курса основная группа составила 13 человек, контрольная группа составила 18 человек. Средние антропометрические показатели и показатели физической активности в группах представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 4 курс основная и контрольная группы. Общая характеристика групп.

Основная группа (N=13)	Контрольная группа (N=18)
Масса тела (кг)	64,50	2,41	59,05	1,80
Рост (см)	173,00	1,92	170,11	1,33
ИМТ (кг/(м)²	21,60	0,34	20,43	0,28
ОТ (см)	73,70	1,38	70,60	0,98
ОБ (см)	94,57	1,59	91,17	1,05
ТЖС (см)	1,00	0,11	0,72	0,51
Бег на 1000 м (мин)	3,34	0,06	3,33	0,04
Бег на 100 м (сек)	13,67	0,03	13,90	0,27
Подтягивания (кол-во раз)	13,33	1,20	12,00	0,85

4.4. Достоверные различия средних значений антропометрических показателей и показателей спортивных нормативов основной и контрольной группы курсантов 4 курса.

При сравнении средних значений показателей вес был достоверно выше в группе с НДСТ, нежели в контрольной группе (64,50 ± 2,41 кг, 59,05±1,80 кг, p = 0,038) . Средние значения показателей окружности талии (73,70±1,38 см, 70,60±0,98 см, p= 0,039), окружности бедра (94,57 ± 1,59 см, 91,17±,1,05 см, p= 0,043), толщины жировой складки (1,00 ± 0,11 см, 0,72±0,51 см, p= 0,016) были достоверно выше в группе с НДСТ (Таблица 2.3). Достоверных различий между средними значениями показателей результатов сдачи физкультурных нормативов, роста и ИМТ выявлено не было.

4.5 Достоверные различия средних значений метаболических показателей между группами

В группе с НДСТ значение индекса атерогенности было достоверно выше, чем в контрольной группе (2,477±0,16, 2,076±0,15, p=0,041), а значения ХС ЛПВП (1,027±0,051, 1.142 ±0,037, р=0,039), фибриногена (2.149 ±0,073, 2.373 ± 0,089, р=0,030 ), ИЛ 8 (1.01±0,36, 4.88±1,65, р=0,015), карнитина (132.83 ±24,63, 268.21 ±47,6, р=0,011) были достоверно ниже в основной группе, чем в контрольной. Достоверных различий средних значений между другими показателями выявлено не было.

Таблица 4.3 Достоверные различия средних значений показателей между группами

Основная группа	Контрольная группа	1- P
ХС ЛПВП (ммоль/л)	1.03	0,05	1.142	0,04	0,039
Индекс атерогенности	2.48	0,16	2.076	0,15	0,041
Фибриноген г/л	2.15	0,07	2.373	0,09	0,030
ИЛ-8 (ПГ/мл)	1.01	0,36	4.88	1,65	0,015
Карнитин (микромоль/мл)	132.83	24,63	268.21	47,62	0,011

4.6 Сравнение связей между показателями в основной и контрольной группе. Младшие подростки (4 курс)

4.5.1 Описание сильно коррелирующих показателей > 0,8

В основной группе наибольшие коэффициенты корреляции отмечены между весом, ОТ, ОБ , также между показателями липидограммы: ХЛС общ и ХЛ ЛПНП, r=0,87 (p<0,001), ТГЛ и ХЛ ЛПОНП, r=0,99 (p<0,001). Большие коэффициенты корреляции отмечены также между инсулином и С-пептидом r= 0.92 , (p<0,001), глюкозой и бегом на 1000 м, r= 0,83 , (p<0,001). Отмечена статистически достоверная обратная корреляция между результатами бега на 100 м и концентрацией ИЛ 6 r= -0,81, (p<0,01). Среди исследуемых параметров метаболома, наибольшие корреляции отмечены для « глицина» с «в/кл АТФ», r= 0,83 (p<0,001), « ацетатом», r= 0,81 (p<0,01), «аланином», r= - 0,82 (p<0,01), «лейцином», r= -0,87(p<0,001). Сильная корреляционная связь выявлена между показателями «треонин» и «лактат», r= -0,83, (p<0,001), в/мит АТФ r= 0,90 (p<0,001), а также показателями «лейцин» и «холин» r=-0,82 , (p<0,01), «изолейцин» и «орнитин», r= -0,87, (p<0,001), карнитином и холином, r= 0,82 (p<0,01).

В контрольной группе наибольшие коэффициенты корреляции также были отмечены между антропометрическими показателями «вес» и «рост», r= 0,80 (p<0,001), «масса тела» и «окружность талии» r= 0,05 (p<0,001), «масса тела» и «окружность бедра», r=0,92 (p<0,001). Как и в основной группе, сильная корреляция отмечается между «ХЛС общ» и «ХС ЛПНП», r=0,96 (p<0,001), «ТГЛ» и «ХС ЛПОНП», r=0.98, (p<0,001). Сильная положительная корреляция отмечается между «инсулином» и «с-пептидом», r=0,88 (p<0,001), однако эта взаимосвязь слабее, чем в основной группе. В этой группе отмечается появление статистически достоверных корреляций между «гемоглобином» и «эритроцитами», r=0,87 (p<0,001), м3-гидроксибутиратом и карнитином r= 0,82 (p<0,001), обратной корреляции между креатинином и в/мит АТФ, r= -0,80 (p<0,001). Связь между бегом на 100 м и ИЛ6, а также бегом на 1000 м и глюкозой становятся статистически недостоверными в этой группе.

В контрольной группе корреляционные связи глицина с показателями метаболома становятся статистически недостоверными, однако отмечается появление статистически достоверной обратной корреляции между глицином и количеством подтягиваний r=-0,61 (p<0,01). Кроме того, связь между показателями «глицин» и «АТФ» становится обратной в контрольной группе, r=-0,61 (p<0,01).

4.5.2.Описание средне коррелирующих показателей (0,8<r <0,65):

В основной группе отмечается также наличие достоверных прямых корреляций между показателем «в/кл АТФ» и «ацетат», r=0,75 (p<0,05), «м3-гидрокси», r=0,68 (p<0,05), «в митох АТФ», r=0,68 (p<0,05) и обратной корреляции показателей «в/кл АТФ» и «лейцин», r=-0,72 (p<0,05). Кроме того, были выявлена достоверная связь показателя «в митох АТФ» и «карнитин», r=0,64 (p<0,05) и обратная с «глутамином», r=-0,58 (p<0,05). Отмечена обратная корреляция между показателями «количество подтягиваний» и «бегом на 100 м», r=-0,62 (p<0,05).

В контрольной группе сохраняется связь показателей «вмитохАТФ» и «карнитин», однако она становится обратной, r=-0,66 (p<0,01). В контрольной группе, коррелляции «вклАТФ» и «вмитохАТФ» становятся статистически недостоверными. Выявлено появление статистически достоверных обратных корреляций между «вмитохАТФ» и «м3-гидроксибутират», r=-0,63 (p<0,01), «лактат», r=-0,50 (p<0.05), «тирозин», r=-0,51 (p<0,05). В данной группе отмечено появление обратной достоверной связи между показателями «в/клАТФ» и «кол-во подтягиваний», r=-0,50 (p<0,05), и прямой корреляции между «вклАТФ» и «ХС ЛПОНП», r=0,51 (p<0,05). В данной группе, как и в основной, отмечается обратная взаимосвязь между показателями «бега на 100 м» и « количеством подтягиваний», r=-0,48 (p<0,05). Кроме того, появляется корреляция между «бегом на 100 м» и «бегом на 1000 м», r=0, 56 (p<0,05). Корреляционные связи аминокислот плазмы с внутриклеточной и внутримитохондриальной АТФ в основной и контрольной группе представлены в таблице 4.4

Таблица 4.8 Корреляционные связи аминокислот плазмы с внутриклеточной и внутримитохондриальной АТФ в основной и контрольной группе

Параметры (микромоль/мл)	ВклАТФ (мкМ/мг)	ВмитАТФ (мкМ/мг)
Основная группа	ацетат	0,75**	0,33
аланин	-0,70*	-0,14
глицин	0,83***	0,60*
лейцин	-0,72**	-0,52
карнитин	0,44	0,64*
глутамин	-0,26	-0,58*
треонин	0,54	0,90***
М3-гидроксибутират	0,45	0,10
креатинин	0,36	-0,31
лактат	-0, 53	-0,60*
орнитин	0 ,22	-0,09
тирозин	0,21	0,10
Контрольная группа	ацетат	-0,11	0,37
аланин	-0,15	0,11
глицин	-0,61**	0,13
лейцин	-0,29	-0,41
карнитин	-0,18	-0,66**
глутамин	0,24	0,14
треонин	0,00	-0,09
м3 гидроксибутират	-0,32	-0,63**
креатинин	-0,17	-0,80**
лактат	-0,35	-0,50*
орнитин	-0,01	-0,80**
тирозин	-0,07	-0,51*

*p<0,05, **p<0,01. ***p<0,001

4.6 Корреляционные связи уровней ИЛ6 и ИЛ 8 в плазме крови с липидными показателями и показателями углеводного обмена у курсантов 4 курса в основной и контрольной группе

В основной группе значимых корреляций между показателями липидного и углеводного обмена и ИЛ6, ИЛ8 выявлено не было. В контрольной группе была выявлена средняя положительная корреляция «ИЛ6» с «ХС ЛПВП», r=0,49 (p<0,05) , отрицательная корреляция «ИЛ6» с « ХС ЛПОНП», r=-0,48 (P<0,05) , «ИЛ 8» и «глюкоза», r=-0,49 (P<0,05). Значимых корреляций ИЛ 6 и ИЛ- 8 с остальными параметрами углеводного и липидного обмена не было выявлено (Таблица 4.5).

Таблица 4.5
Корреляционные связи уровней ИЛ6 и ИЛ 8 в плазме крови с липидными показателями и показателями углеводного обмена у курсантов 4 курса в основной и контрольной группе

Основная группа	Контрольная группа
ИЛ6 (ПГ/мл)	ИЛ8 (ПГ/мл)	ИЛ 6 (ПГ/мл)	ИЛ8 (ПГ/мл)
ХЛС общий (ммоль/л)	r	-0,29	0,44	0,03	-0,30
p	ns	ns
ТГЛ (ммоль/л)	r	-0,33	0,28	-0,44	-0,18
p	ns	ns
ХЛ ЛПВП (ммоль/л)	r	-0,19	0,00	0,49*	0.09
p	ns	ns	P<0,05	ns
ХС ЛПНП (ммоль/л)	r	-0,15	0,38	0,02	-0,28
p	ns	ns
ХС ЛПОНП (ммоль/л)	r	-0,36	0,23	-0,48	-0,11
p	ns	ns	P<0,01**	ns
Индекс атерогенности	r	-0,11	0.46	-0,30	-0,27
p	ns	ns
Глюкоза (ммоль/л)	r	-0,23	0,05	0,22	-0,49*
p	ns	ns	ns	P <0,05
Инсулин (мкЕд/мл)	r	-0,42	-0,22	-0,03	0,28
p	ns	ns	ns
С-пептид (нг/мл)	r	-0,38	-0,27	0,22	-0,18
p	ns	ns

*p<0,05, **p<0,01, ***p<0,001

4.7 Корреляционные связи ИЛ6 и ИЛ8 в плазме крови с результатами сдачи физкультурных нормативов у курсантов 4 курса в основной и контрольной группе

Была выявлена сильная обратная корреляция в основной группе между результатом бега на 100 м и концентрацией ИЛ 6, r=-0, 81 (p<0,001) – то есть при больших концентрациях этого миокина испытуемые показали большую скорость спринтерского бега. В контрольной группе была выявлена достоверная положительная корреляция между силовым показателем « количество подтягиваний» и уровнем «ИЛ6», r=0,64 (p<0,01). Корреляционных связей между концентрацией ИЛ 8 в плазме и результатами спортивных нормативов не выявлено (Таблица 4.6).

Таблица 4.6 Корреляционные связи ИЛ6 и ИЛ8 в плазме крови с результатами нормативов у курсантов 4 курса в основной и контрольной группе

Контрольная группа	нормативы	параметры
ИЛ 6 (ПГ/мл)	ИЛ8 (ПГ/мл)
Бег на 1000 м (мин)	r	-0,19	0,00
p	ns	ns
Бег на 100 м (сек)	r	-0,19	0,09
p	ns	ns
Подтягивания (кол-во)	r	0,64	0,02
p	p< 0,01	ns
Основная группа	Бег на 1000 м (мин)	r	-0,29	0,32
p	ns	ns
Бег на 100 м (сек)	r	-0,81	0,01
p	p<0,01	ns
Подтягивания (кол-во)	r	0,34	0,36
p	Ns	ns

Значимых корреляционных связей между метаболическим профилем аминокислот плазмы и ИЛ6 , ИЛ8 не было выявлено в основной группе. В контрольной группе была выявлена слабая обратная корреляция между ИЛ6 и аланином, r= -0,51 (p<0,05).

4.8 Корреляционные связи показателей углеводного и липидного обмена с метаболическим профилем аминокислот плазмы в основной и контрольной группе 4 курса

В основной группе была выявлена значимая корреляция между показателями «бетадин» и «ТГ», r=0,60 (p<0,05), «ХС ЛПОНП», r=0,59 (p<0,05), а также между показателями «цитрат» и «глюкоза», r=0.61 (p<0,05).
В контрольной группе отмечается положительная корреляция между «ХС ЛПНП» и «м3- гидроксибутиратом», r=0,64 (p<0,05), «креатинином» r= 0,55 (p<0,05) , «лейцином», r=0,70 (p<0,05) ,«тирозином», r= 0,52 (p<0,05). Кроме того, была выявлена обратная связь показателей «карнитин» и «глюкоза», r= -0,52 (p<0,05). Значимых корреляционных связей между другими аминокислотами плазмы и показателями липидного и углеводного обмена в основной и контрольной группе не было выявлено (Таблица 4.7).

Таблица 4.7 Корреляционные связи показателей углеводного и липидного обмена с метаболическим профилем аминокислот плазмы в основной и контрольной группе 4 курса

Параметры (микромоль/мл)	ХЛС (ммоль/л)	ТГ (ммоль/л)	ХС ЛПВН (ммоль/л)	ХС ЛПНП (ммоль/л)	ХС ЛПОНП (ммоль/л)	Глюкоза (ммоль/л)	Инсулин (мкЕд/мл)	С-пептид (нг/мл)
Основная группа	бетадин	ns	0,60*	ns	ns	0,59*	ns	ns	ns
цитрат	ns	ns	ns	ns	ns	0,61*	ns	ns
Контрольная группа	М-3 гидроксибутират	ns	ns	ns	0,64**	ns	ns	ns	ns
Карнитин	ns	ns	ns	ns	ns	-0,52*	ns	ns
Креатинин	ns	ns	ns	0,55*	ns	ns	ns	ns
Лейцин	ns	ns	ns	0,70*	ns	ns	ns	ns
Изолейцин	ns	ns	ns	ns	ns	-0,60*	ns	ns
Тирозин	ns	ns	ns	0,52*	ns	ns	ns	ns

*p<0.05, **p<0.01

4.9 Корреляционные связи показателей метаболического профиля с антропометрическими показателями в основной и контрольной группе учащихся 4 го курса

Среди антропометрических показателей в основной группе была выявлена корреляция веса с карнитином, r=0,70 (p<0,05), орнитином , r=0,63 (p<0,05), OT c карнитином,, r=0,63 (p<0,05), OБ с карнитином, r=0,76 (p<0,01), орнитином, r=0,69 (p<0,05), изолейцином, r=0,61 (p<0,05). В контрольной группе, была выявлена статистически достоверная взаимосвязь показателей «рост» и «глутамин», r=0,61 (p<0,05), «ацетат» и «ОТ», r=0,50 (p<0,05). Корреляционные связи метаболического профиля с антропометрическими показателями в основной и контрольной группе представлены в таблице 4.8.

Таблица 4.8 Корреляционные связи показателей метаболического профиля с антропометрическими показателями в основной и контрольной группе учащихся 4 го курса

Параметр (микромоль/мл)	Масса тела (кг)	Рост (см)	ОТ (см)	ОБ (см)
Основная группа	креатин	0,70	P<0,05	ns	0,63	P<0,05	0,76	P<0,01
орнитин	0,63	P<0,05	ns	ns	0,69	P<0,05
изолейцин	ns	ns	ns	0,61	P<0,05
Контрольная группа	глутамин	ns	0,61	P<0,05	ns	ns
ацетат	ns	ns	0,50	P<0,05	ns

4.9 Сравнение достоверных различий средних значений показателей учащихся 4 и 6 курса суворовского училища

В группе 4 курса показатель ТЖС (0,834±0,060, 0,610±0,030, р=0,001), ТГЛ (1,025±0,058, 0,822±0,037, р=0002), ХС ЛПОНП (0,468±0,028, 0,382±0,017, р=0,005), концентрации С-пептида (0,621±0,031, 0,449±0,018, р=0,000) были достоверно выше . В группе 6 го курса показатели веса (66,2±1,172, 61,26±1,472, р=0,005) роста (176,23±0,83, 171,33±1,088, р=0,000) , ИМТ (21,4±0,41 ,20,9± 0,32, р=0,041), ХЛС общ (3,69±0,09, 3,41± 0,09, р=0,037), ХС

ЛПНП (2,138±0,084, 1,894±0,084, р=0,020), фибриногена (3,488±0,093, 2,264±0,062 p=0,000 ) , тестостерона (29,660±1,191, 20,474±1,159, р=0,000) были достоверно выше, чем в группе 4го курса (Таблица 4.9).

Таблица 4.9 Достоверные различия средних значений между учащимися 4 го и 6 го курса

6 курс	4 курс	1-Р
Масса тела (кг)	66,232	1,172	61,269	1,472	0,005
Рост (см)	176,232	0,853	171,334	1,088	0,000
ИМТ (кг/рост2)	21,4	0, 41	20,9	0,32	0,041
ТЖС (см)	0,610	0,030	0,834	0,060	0,001
ХЛС общ (ммоль/л)	3,69	0,09	3,41	0,09	0,037
ТГЛ (ммоль/л)	0,822	0,037	1,025	0,058	0,002
ХС ЛПНП (ммоль/л)	2,138	0,084	1,894	0,084	0,020
ХС ЛПОНП (ммоль/л)	0,382	0,017	0,468	0,028	0,005
Глюкоза (ммоль/л)	4,972	0,080	5,174	0,115	0,077
Фибриноген (г/л)	3,488	0,093	2,264	0,062	0,000
С-пептид (нг/мл)	0,449	0,018	0,621	0,031	0,000
Тестостерон (нмоль/л)	29,660	1,191	20,474	1,259	0,000

Глава 5. Обсуждение полученных результатов

Нами было обследовано 40 курсантов суворовского училища в возрасте 16 ,9 ± 1,0 лет и 32 курсанта суворовского училища в возрасте 14,8±0,8 лет.
Достоверные различия между средними значениями показателей младших и старших подростков были выявлены по ряду антропометрических показателей, метаболических параметров и уровням С-пептида и тестостерона, что подтверждает целесообразность и обоснованность избранного в данном исследовании возрастного деления контингента на группы. Достоверные различия между средними значениями показателей основной и контрольной группы у старших подростков имели место лишь по окружности талии и ИМТ. У учащихся 6 курса в обеих группах наибольшие корреляции между показателями были выявлены между ТГЛ и Хл ЛПОНП . В обеих группах старщих подростков были выявлены связи между ХС и ХС ЛПНП, однако в группе с НДСТ взаимосвязь этих показателей была выше. Значимая корреляция между результатами сдачи нормативов бега на 1000 м и бега на 100 м, и обратная корреляция между результатом нормативов бега на 1000 м и количеством подтягиваний, а также бега на 100 м и количеством подтягиваний – была выявлена в обеих группах, что связано с общностью тех компонентов тренированности, которые служат определяющими для достижения успеха во всех проводившихся тестах физической нагрузки. В группе курсантов 6 курса с НДСТ взаимосвязь между результатом бега на 100 м и количеством подтягиваний была сильнее. Интересно, что обратная взаимосвязь между показателем бега на 100 м и количеством подтягиваний была выявлена у курсантов 4 и 6 курса в обеих группах. Это может говорить, о связи между силовыми показателями тренированности и показателями кардиотренированности. Данную взаимосвязь можно объяснить тем, что курсанты выполняют регулярные силовые тренировки и кардиотренировки, что обеспечивает гармоничное

развитие данных показателей тренированности. Обращает на себя внимание, то, что среди учащихся 6 го курса в обеих группах корреляционные взаимодействия ограничивались определенной группой параметров. Так, в обеих группах была показана сильная взаимосвязь между антропометрическими показателями, однако не было выявлено корреляции между антропометрическими параметрами и показателями липидограммы, углеводного обмена, результатами сдачи спортивных нормативов. В соответствии с литературными данными, рпри патологии висцеральное ожирение ассоциировано с артериальной гипертензией [67]. Но в нашей работе уже в данной группе юных обследованных, имеющих ИМТ и ОТ в пределах нормы и практически здоровых, была выявлена прямая взаимосвязь показателей ОТ и систолического артериального давления, что может быть прогностически важным в подростковой медицине ввиду существования проблемы пограничных ювенильных артериальных гипертензий [10].

У курсантов 4 курса в группе с НДСТ была выявлена сильная обратная корреляция между уровнем ИЛ 6 и результатом бега на 100 м. Можно говорить о том, что у более тренированных лиц, показавших, меньшее время на дистанции 100м, была выявлена большая концентрация ИЛ 6 в плазме, что может быть связано со способностью данного миокина симулировать инсулинзависимое потребление энергоресурсов мышцами. Ранее было показано, что явный тяжелый синдром Марфана ассоциируется с большими уровнями ИЛ-6 в крови [68], но испытуемые в нашем исследовании, имевшие лишь отдельные признаки марфаноидного хабитуса, не отличались от сверстников без НДСТ по абсолютному уровню ИЛ-6. При этом именно средние показатели бега на 100 м (сопряженного с анаэробной работой мышц спринта) были лучше в группе лиц с НДСТ, в то время как средние показатели нормативов подтягиваний (сила) и бега на 1000 м (кардиореспираторный потенциал и аэробная работа) были несколько хуже в

этой группе, чем в контрольной (однако, в целом, достоверных различий средних показателей тренированности между группами выявлено не было). Согласно данным литературы, в зависимости от тренированности человека установлена связь между уровнем IL-6 в плазме и внутримышечным IL-6. При гиподинамии обнаруживается высокое содержание IL-6 в плазме, в то время как постоянные тренировки снижают этот показатель, увеличивая лишь уровень внутримышечной фракции цитокина [40]. Согласно полученным нами данным, более высокий уровень ИЛ 6 соответствовал большей тренированности исследованных юных спортсменов, по крайней мере, что касается анаэробной работы. Данных о внутримышечной фракции ИЛ 6 нами в данном исследовании получено не было. Однако, данные о взаимосвязи ИЛ 6 и физической нагрузки, соответствуют сведениям литературных источников о повышении концентрации ИЛ 6 в плазме в ответ на тренировку [34, 35]. Кроме того, в контрольной группе, где средние показатели числа подтягиваний были выше, была выявлена прямая взаимосвязь между концентрацией ИЛ 6 и результатами нормативов подтягиваний, что также сопоставимо с данными литературы и может говорить о том, что эффект ИЛ-6 на мышцы связан с достижением большей мышечной силы. Значимых корреляционных связей между ИЛ 8 и показателями физической тренированности выявлено не было. Согласно данным литературы, повышение концентрации ИЛ 8 в ответ на физическую нагрузку происходит в основном локально, в пределах мышцы, а повышение системной концентрации ИЛ 8 в плазме, если нет выраженных травм и нарушения барьерной функции очагов воспаления, как правило, не отмечается [46]. В основной группе не было выявлено достоверных связей между уровнями ИЛ6 и ИЛ 8 и изученными показателями липидного и углеводного метаболизма. Однако в контрольной группе были выявлены обратные корреляции межу показателями ИЛ-6 и ХС ЛПОНП, глюкозы и провоспалительного ИЛ-8, что укладывается в сложившееся представление

об ИЛ-6 как медиаторе антиатерогенного и антидиабетогенного эффектов физических нагрузок (см. выше обзор литературы). Этому свидетельство и обнаруженная в нашем исследовании у подростков контрольной группы прямая корреляция между показателем ИЛ 6 и «антиатерогенного» ХС ЛПВП. Полученные результаты сопоставимы с цитированными выше данными о влиянии ИЛ-6 на повышение уровня захвата глюкозы клетками и о потенциальной протективной роли ИЛ-6 в отношении кластера заболеваний в основе, которых лежит нарушение чувствительности тканей к инсулину (инсулинорезистентность). Важным представляется установленный в нашем исследовании факт, что эти положительно влияющие на перспективу сохранения здоровья корреляции отчетливо наблюдаются лишь при отсутствии признаков НДСТ.

При наличии таких признаков уже в столь юном возрасте, у пока еще практически здоровых испытуемых ИЛ-6 оказывается не в состоянии повлиять на ряд метаболических параметров липидного и углеводного обменов так, как он это делает у лиц недиспластического фенотипа. По-видимому, существует(ют) факторы, препятствующие этому. Возможно, установленное ранее наличие при НДСТ избытка ТФРβ пермиссивно влияет на эффекты миокинов у носителей диспластического фенотипа [56]. Известно, что комбинация ТФРβ с ИЛ-6, в отличие от одного ТФРβ обладает проаутоиммунно-воспалительным эффектом через Т-хелперы17, оба цитокина накапливаются в крови при проатерогенной диете и снижаются – при физической тренировке, а значит между ними весьма вероятны пермиссивные взаимоотношения [70].

В контрольной группе, также отмечалась значимая корреляция между показателем «время бега на 1000 м» и «бега на 100 м», r=0,69 (p<0,01) и обратная корреляция между показателем «бега на 1000 м» и «количество подтягиваний», r=-0,75 (p<0,001), что объясняется общей зависимостью этих

показателей от уровня тренированности.

Большой интерес представляют обнаруженные отличия между группами с НДСТ и без ее признаков по уровню ИЛ-8 и показателям метаболома. У недиспластических по фенотипу юношей в крови было больше карнитина, чем у носителей стигм НДСТ. У первых и вторых концентрации ряда субстратов глюконеогенеза противоположно коррелировали с уровнем АТФ: при НДСТ больший уровень глицина соответствовал большему уровню АТФ, а при ее отсутствии – наоборот.

Возможно, это отражало различия в использовании глюкогенных аминокислот и иных субстратов глюконеогенеза при НДСТ и ее отсутствии. Ранее предполагалось [56], что при НДСТ инсулинозависимые мезенхимальные структуры и, в первую очередь, соединительная ткань – более легко подвергаются стресс-зависимой метаболической депривации и активнее теряют аминокислоты, используемые на энергетические нужды при стрессе. Закономерность, отмеченная в основной группе для глицина, может отражать это явление. Характерно, что уровень кетогенной аминокислоты лейцина отрицательно коррелировал с уровнем продукции АТФ, в отличие от гликогенного глицина. При отсутствии НДСТ стрессорная депривация опорно-двигательного аппарата идет в ответ на те же уровни глюкокортикоидов, по-видимому, менее интенсивно, а энергетическая подпитка митохондрий в большей мере зависит от других субстратов, например – жирных кислот и глюкозы, полученной из неаминокислотных предшественников. Не случайно уровень карнитина, участвующего в транспорте жирных кислот в митохондрии, у лиц без НДСТ оказался в данном исследовании значимо выше, чем при наличии стигм НДСТ. Уровень карнитина у подростков с НДСТ коррелировал с внутримитохондриальной АТФ иначе, чем без НДСТ: в первой группе наблюдалась прямая, а во второй – обратная корреляция. Все это - первые в доступной нам литературе о НДСТ свидетельства отличий в биоэнергетике клеток между диспластическим и нормальным соматотипом. Метаболомика НДСТ нуждается в более пристальном дальнейшем изучении.

На первый взгляд, наиболее трудно поддается интерпретации обнаруженный нами факт достоверно сниженного уровня ИЛ-8 у подростков с НДСТ, в сравнении с их сверстниками без ее стигм. ИЛ-8 – прововоспалительный регулятор. С этой точки зрения, суммарный ответ мышц и других мезенхимальных элементов, производящих ИЛ-8, при НДСТ выглядит пониженным или менее флогогенным. Возможно, сказывается характерный не только для собственно синдрома Марфана, но и для всех марфаноидных форм НДСТ высокий уровень противовоспалительного ТФРβ [11], скорее всего, сдерживающего при диспластическом фенотипе провоспалительный каскад, включая и продукцию ИЛ-8.

Вместе с тем, известно, что уровень ИЛ-8 растет при ожирении и связан с массой тела [65]. В нашем случае испытуемые обеих групп, однако, антропометрически не имели признаков тучности, а по средней массе тела младшая группа НДСТ оказалась даже тяжелее, но имела, тем не менее, меньшие концентрации ИЛ-8. Существуют классические наблюдения [71], что экспрессию ИЛ-8 в мезенхимальных клетках человека понижают интерфероны, но у нас нет данных для суждений о возможной роли различий между группами по интерфероновому статусу. Отметим, что наиболее вероятным нам представляется следующее объяснение отмеченных различий: ИЛ-8 освобождается при растяжении мышц, как уже цитировалось выще – ввиду их микроповреждений при эксцентрической нагрузке, а индивиды с НДСТ имеют гипермобильность и повышенную способность элементов опорно-двигательного аппарата к растяжению. По-видимому, растягиваясь без повреждений, мышцы лиц с НДСТ освобождают меньше ИЛ-8, чем менее растяжимые мышцы недиспластических индивидов, которые при этом должны испытывать больше микроповреждений.

Интересными представляются связи между антропометрическими параметрами и аминокислотами плазмы. Среди антропометрических показателей в основной группе была выявлена корреляция веса , OT , OБ с карнитином. Данная взаимосвязь может объясняться мышечным компонентом состава тела и тем, что в величину окружности талии и окружности бедра у юношей, не имеющих ожирения, вносит влияние мышечный компонент. Корреляционная связь орнитина с показателем веса и окружностью бедра может объясняться тем, что аргинин трансформируется в орнитин, а аминокислоты аргинин и орнитин стимулируют выработку организмом гормона роста – естественного анаболического фактора человека, вызывающего рост и обновление мышц и других тканей тела, особенно – в подростковый период [56, 72]. Известно, что существенное влияние на антропометрические параметры, имеет гормон тестостерон. Однако нами не было выявлено значимых корреляционных связей между уровнем этого гормона и антропометрическими параметрами у учащихся 4 курса. Интересно, что и при достоверно более высоком уровне этого гормона в основной и контрольной группе старших учащихся 6 го курса, статистически значимой связи с антропометрическим показателями также не было выявлено. Вероятно, в регуляции тестостероном антропометрических параметров имеет большое значение влияние третьих факторов, таких как генетические особенности индивидов, особенности питания (насколько выражено в рационе питания потребление белка), и не исключено – органокиновые воздействия. Кроме того, не было выявлено и взаимосвязи тестостерона с показателями тренированности в обеих группах как 4 го так и 6 го курсов. Эти данные, подтверждаются результатами прежних исследований, где было выявлено, что анаболические гормоны — долгое время считавшиеся необходимыми для построения мышечного каркаса — не влияют на синтез мышечного белка, процесс, приводящий к увеличению мышц. Авторы утверждают, что хотя тестостерон в высоких фармакологических дозах, безусловно, является анаболиком и способствует росту мышц у мужчин и женщин, как и при употреблении синтетических анаболических стероидов, однако естественный физиологический уровень тестостерона не влияет на скорость синтеза мышечного белка [73].

Заключение

В данном исследовании изучен однородный контингент, поскольку курсанты находились в одинаковых условиях, получали одинаковое питание и физическую нагрузку, были близки по возрасту и принадлежали к одному полу. Кроме того, измерение всех функциональных и антропометрических параметров, биорегуляторов и метаболитов было привязано к одной временной точке конкретного времени года. Выбранные нами критерии деления на группы, были достаточно просты, что облегчало их практическое использование.

К ограничениям нашего исследования относится сравнительно маленькая выборка. Кроме того, нами пока не получено данных о генетических особенностях исследуемых курсантов (эта часть дальнейших исследований ведется). Однако, выявленные нами данные говорят о целесообразности проведения дальнейших исследований на большей выборке и необходимости в более пристальном дальнейшем изучении метаболомики НДСТ. Кроме того, необходимо изучить генетические и эпигенетические факторы, влияющие на взаимосвязь ФН и метаболических параметров, у лиц со стигмами НДСТ и без таковых. В связи с этим особый интерес представляют механизмы, работающие через ядерные рецепторы (в частности рецептор витамина Д). Недавно, появились данные, о влиянии ФН на микробиоту, что может являться звеном связывающим питание и иммунную систему с двигательным режимом. Здесь интересна роль короткоцепочечных жирных кислот, таких как бутират и ацетат, поскольку в данной работе мы обнаружили существенные различия лиц с НДСТ и без нее именно по концентрации транспортера митохондриального короткоцепочечных жирных кислот – карнитина.

Кроме того, для того, чтобы лучше понять энергетический баланс, при НДСТ и без нее интересным представляется изучить рацион питания и выделить процент поступающих питательных субстратов, оценить количество витаминов в пище. Особый интерес представляет также изучить (в сравнительном с индивидами с нормальным ИМТ аспекте) особенности аутакоидной регуляции, клеточной биоэнергетики, метаболического профиля у лиц, имеющих избыточную массу тела и ожирение, что не являлось элементом данной работы. В дальнейшем это нами планируется.

Глава 6. Выводы. Научная и практическая значимость

Нами была выявлена взаимосвязь между силовыми показателями тренированности и показателями кардиотренированности в основной и контрольной группе курсантов 4 и 6 курса. Данную взаимосвязь можно объяснить тем, что курсанты выполняют регулярные силовые тренировки и кардиотренировки, что обеспечивает гармоничное развитие данных показателей тренированности.

Согласно полученным нами данным, более высокий уровень ИЛ 6 соответствовал большей тренированности исследованных юных спортсменов, по крайней мере, что касается анаэробной работы.

Важным представляется установленный в нашем исследовании факт, что связи, положительно влияющие на перспективу сохранения здоровья, выражающиеся в сильной корреляции между уровнем ИЛ 6 и благоприятными изменениями показателей углеводного и липидного метаболизма, наблюдаются лишь при отсутствии признаков НДСТ. При наличии таких признаков уже в таком юном возрасте ИЛ-6 оказывается не в состоянии повлиять на ряд метаболических параметров липидного и углеводного обменов так, как он это делает у лиц недиспластического фенотипа.

Обнаружены достоверные отличия в показателях метаболомики, отражающих связь концентраций разных энергетических субстратов и уровней АТФ, позволяющие предполагать, что при НДСТ ткани соматического отсека сильнее подвергаются пластико-энергетической депривации и активнее теряют аминокислоты, используемые на энергетические нужды при стрессе ФН.
При отсутствии НДСТ стрессорная депривация опорно-двигательного аппарата идет в ответ на те же уровни глюкокортикоидов, по-видимому, менее интенсивно, а энергетическая подпитка митохондрий в большей мере зависит от других субстратов, например – жирных кислот и глюкозы, полученной из неаминокислотных предшественников.

Научная и практическая значимость полученных результатов

Нам удалось получить данные, характеризующие отличия в биоэнергетике клеток между диспластическим и нормальным соматотипом. Информация полученная нами, может послужить основой для возможностей коррекции метаболических нарушений при НДСТ. Учитывая особенности биоэнергетики лиц с НДСТ, возможен подбор рациона питания, который будет корректировать данные нарушения. Согласно полученным данным, высокий уровень ИЛ 6 соответствовал большей тренированности исследованных спортсменов, по крайней мере, в отношении анаэробной работы. Эти данные, могут открывать новые возможности повышения тренированности спортсменов. Выявленные нами особенности биоэнергетики между нормальным соматотипом и диспластическим, следует учитывать при разработке тренировочных программ. Необходимы дальнейшие исследования метаболомики при НДСТ на более обширных группах. Впервые полученные данные об отличиях в уровне ИЛ-8 при НДСТ и без ее признаков обусловлены синдромом гипермобильности суставов и повышенной растяжимостью элементов локомоторного аппарата, ранее постулированными для НДСТ.

Полученные нами результаты актуальны в прикладном отношении: для спортивной медицины, лечебной физкультуры, кардиологии, эндокринологии, ортопедии и травматологии, восстановительной медицины.

Список литературы:

Choi M.K. The Impact of Organokines on Insulin Resistance, Inflammation, and Atherosclerosis. Endocrinol Metab (Seoul). 2016 Mar; 31(1): 1–6.

Чурилов Л.П. О системном подходе к общей патологии: необходимость и принципы патоинформатики. Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 11. Медицина. 2009. № 3. С. 5-23.

Pedersen BK, Sreensberg A, Fischer C, Keller C, Ostrowski K, Schjerling P: Exercise and cytokines with particular focus on muscle-derived IL-6. Exerc Immunol Rev 2001;7:18-31

Karstoft K1, Pedersen BK. Skeletal muscle as a gene regulatory endocrine organ. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2016 Jul;19(4):270-5.

Steensberg A, Keller C, Starkie RL, Osada T, Febbrairo MA, Pedersen BK: IL-6 and TNF-alpha expression in, and release from, contracting human skeletal muscle. Am J Physiol Endocrine Metab 2002;283:E1272-E1278

Di Raimondo D. Editorial: Myokines and Exercise Training: More Shadows than Lights. Curr Pharm Des. 2016 May 3. [Epub ahead of print]

Строев Ю.И., Чурилов Л.П, Беляева И.В. Первичный спонтанный пневмоторакс и дисплазия соединительной ткани.,–мед альянс, 2014

Творогова Т.М. Воробьева А.С. Недифференцированная дисплазия соединительной ткани с позиции дизэлементоза у детей и подростков. «РМЖ»№ 24, 2012

Кадурина Т. И., Горбунова В.Н. Современные представления о дисплазии cоединительной ткани. Казан. мед. журн. – 2007. – 88 (5) (приложение). – С.2–5.

Строев Ю.И., Чурилов Л.П. Эндокринология подростков. ЭЛБИ-СПб, 2004

Строев Ю.И., Чурилов Л.П., Кононова Ю.А., Муджикова О.М. и соавт. Клиническая патофизиология ювенильного метаболического синдрома: роль юношеского диспитуитаризма, дисплазии соединительной ткани и аутоиммунного тироидита. Патол. физиол. и эксперим. терап. 2011; 3: 3 –15.

12) Даниленко О.В., Чурилов Л.П. Варзин С.А. Коос Й.В. Особенности костного метаболизма у молодых спортсменов при дисплазии соединительной ткани..Ц.Теория и практика физической культуры. 2015. № 2. С. 57-59.

13) Абдуалимов Т.П., Григорьева О.Е., Даниленко О.В. Дисплазии соединительной ткани, щитовидная железа и спорт. Ştiinţa culturii fizice. 2011. № 8. С. 161.

14) Mokdad A.H., Marks J. S., Stroup D.F., Gerberding J.L. Actual causes of death in the United States,2000 // JAMA. 2004. Vol. 291. P. 1238–1245. Интернет-ресурс: код доступа:http://www.who.int/dietphysicalactivity/factsheet_inactivity/en/(дата обращения: 25.02.2014)

15) De Beaumont L., Hugo T. et al. Brain function decline in healthy retired athletes who sustained their last sports concussion in early adulthood. Brain. 2009. Vol. 132 (3). P. 695–708

16) Nocon M., Hiemann T., Müller-Riemenschneider F. et al. Association of physical activity with all-cause and cardiovascular mortality: a systematic review and meta-analysis . Eur. J. Cardiovasc Prev Rehabil. 2008. Jun. Vol. 15(3). Р. 239–246.

17) Brandt C., Pedersen B.K. The role of exercise-induced myokines in muscle homeostasis and the defense against chronic diseases // Journal of biomedicine and biotechnology. 2010. Vol.P. 1–6.

18) Phielix E., Meex R., Ouwens D.M. et al. High Oxidative Capacity Due to Chronic Exercise Training Attenuates Lipid-Induced Insulin Resistance. Diabetes. 2012. Vol. 61 (10). Р. 2472–2478.

19) Shrenk S., Horowitz J.F. Acyte exersice increases tryglyceride synthesis in sceletal muscle and prevents fatty acid-induced inslin resistance . The Journal of Clin Investigation. 2007. Vol 117 (6). Р. 1690–1698

20) Чурилов Л.П. Общая патофизиология (с основами имунопатологии). Учебник для студентов мед ВУЗов .Санкт-Петербург, Элби-СПб., 2015. (Издание 5-е)

21) Savage DB, Petersen KF, Shulman Gl. Desordered lipid metabolism and the pathogenesis of insulin resistance. Physiol Rev 2007:87:507-520

22) Yu C, Cline GW, Zong H, Wang Y, et al. Mechanism by which fatty acids inhibit insulin activation of insulin receptor substrate-1 (IRS-1)-associated phosphatidylinositol 3-kinase activity in muscle. . J Biol Chem 2002;277:50230-6

23) Desvergne B, Wahli W. Peroxisome Proliferator-Activated Receptors: Nuclear Control of Metabolism . End Rev, 2011

24) Spiegelman B.M., Handchin K., Choi C.S. Abnormal glucose homeostasis in skeletal muscle–specific PGC-1α knockout mice reveals skeletal muscle–pancreatic β cell crosstalk. The journal of clinical investigations, 2007

25) D Bishop-Bailey. Mechanisms governing the health and performance benefits of exercise. Br J Pharmacol. 2013 Nov; 170(6): 1153–1166.

26) Ahmetov I.I , Mozhayskaya I.A, Flavell D.M, Astratenkova I.V. et al. PPARα gene variation and physical performance in Russian athletes. European Journal of Applied Physiology May 2006, Volume 97, Issue 1, pp 103-108

27) Pedersen B.K., Febrrario M.A. Muscle as an endocrine organ: focus on muscle-derived interleukin-6// Physiol Rev. 2008. Vol. 88. P. 1309–1406.

28 ) Raschke S., Eckel J. Adipo-Myokines: Two Sides of the Same Coin—Mediators of Inflammation and Mediators of Exercise. Mediators of Inflammation. 2013. Vol. 2013. P. 1–16.

29) Brant C., Pedersen B.K. The role of exercise induced myokines in muscle homeostasis and the defence against chronic diseases. Journal of Biomedicine & Biotechnology 2010. P. 1.

30) Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Общая патофизиология с основами иммунопатологии. СПб.: ЭЛБИ-СПб., 2008. 656 с.

31) Pedersen B.K. The diseasome of physical inactivity — and the role of myokines in muscle-fat cross talk // J. Physiol. 2009. Dec. 1. P. 5559–5568

32) Fischer C.P. Interleukin-6 inacute exercise and training: what is the biological relevance? Exercise immunology review. 2006. Vol. 12. P. 6–33.

33) Systemic inflammatory response to exhaustive exercise. Cytokine kinetics. Suzuki K1, Nakaji S, Yamada M, Totsuka M, Sato K, Sugawara K. Exerc Immunol Rev. 2002;8:6-48.

34) Ostrowski K., Rohde T., Asp S. et al. Pro- and anti-inflammatory cytokine balance in strenuous exercise in humans // Journal of Physiology. 1999. Vol. 515, N 1. P. 287–291.

35) Croisier J.L., Camus G., Venneman I. et al. Effects of training on exercise-induced muscle damage and interleukin 6 production // Muscle & Nerve. 1999. Vol. 22. P. 208–212

36) Steensberg A., Van Hall G., Osada T. et al. Production of interleukin-6 in contracting human skeletal muscles can account for the exercise-induced increase in plasma interleukin-6 // Journal of Physiology. 2000. Vol. 529, N 1. P. 237–242.

37) Nieman D.C., Nehlsen-Cannarella S.L., Fagoaga O.R. et al. Influence of mode and carbohydrate on the cytokine response to heavy exertion // Medicine and Science in Sports and Exercise. 1998. Vol. 30, N 5.P. 671–678.

38). Lambernd S., Taube A., Schober A. et al. Contractile activity of human skeletal muscle cells prevents insulin resistance by inhibiting pro-inflammatory signalling pathways // Diabetologia. 2012. Vol. 55. P. 1128–1113.

39) Kostrominova TY1. Shoenfeld Y, Harats D, Wick G. (Editors). Role of myokines in the maintenance of whole-body metabolic homeostasis.). Atherosclerosis and Autoimmunity. Elsevier Publ. Amsterdam- Lausanne- New Yorrk- Shannon- Singapore-Tokyo, 2001. 370 P.

40) Aarden L., Helle M., Boeije L. et al. Differential induction of interleukin-6 production in monocytes, endothelial cells and smooth muscle cells. Eur. Cytokine Netw. 1991. Mar-Apr. Vol. 2(2). Р. 115–120

41) Bastard JP, Maachi M, Van NJT, Jardel C et al. Adipose tissue IL-6 content correlates with resistance to insulinactivation of glucose uptake both in vivo and in vitro. J Clin Endocrinol Metab. 2002 May;87(5):2084-9.

42) Coles CA. Adipokines in Healthy Skeletal Muscle and Metabolic Disease.. Adv Exp Med Biol. 2016;900:133-60. doi: 10.1007/978-3-319-27511-6_6.

43) Nieman D.C., Davis J.M., Brown V.A. et al. Influence of carbohydrate ingestion on immune changes after 2 h of intensive resistance training. Journal of Applied Physiology. 2004. Vol. 96. P. 1292–1298.

44) Щербаков В.И., Скосырева Г.А., Рябиченко Т.И. Роль миокинов в регуляции энергетического обмена. Том 11, № 3 (2012)

45) Akerstrom T, Steensberg A, Keller P, Keller C et al. Exercise induces interleukin-8 expression in human skeletal muscle. J Physiol. 2005 Mar 1;563 (Pt 2):507-16. Epub 2004 Dec 23.

46) Nielsen AR1, Pedersen BK .The biological roles of exercise-induced cytokines: IL-6, IL-8, and IL-15.. Appl Physiol Nutr Metab. 2007 Oct;32(5):833-9

.

47) О. М. Муджикова, Ю. И. Строев, Л. П. Чурилов. Соединительная ткань, соматотип и щитовидная железа. УДК 591.82+572.586+616.41

48) Paul Jump. Scientist’s dishonest reporting of work could sink those in her wake. Интернет-ресурс. Код доступа: https://www.timeshighereducation.com/news/scientists-dishonest-reporting-of-work-could-sink-those-in-her-wake/2010319.article.

49) Беляев А. Р. Человек, потерявший лицо (1932). Текст: Собр. соч. в 9-ти томах, т. 5, М., 1993.

50) Rodríguez A, Becerril S1, Ezquerro S, Méndez-Giménez L, Frühbeck G. Minerva Cross-talk between adipokines and myokines in fat browning. Endocrinol. 2016 Mar 22. [Epub ahead of print]

51) Никитюк Б. А. Конституция человека // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Антропология. 1991. № 4. 149 с.

52) Чурилов Л. П. Конституция организма как важнейшая форма групповой реактивности / Зайчик А. Ш.,Чурилов Л. П. Общая патофизиология с основами иммунопатологии. 4-е изд. СПб., 2008. С. 84–97.

53) Zardi L., Siri A., Carmenela B. e. a. Fibronectin — a chromatin-associated protein? Cell. 1979. Vol. 18. N 3. P. 649–657.

54 ) Спорт, щитовидная железа и марфаноидный фенотип. Строев Ю.И., Чурилов Л.П., Абдуалимов Т.П., Григорьева О.Е., Даниленко О.В.
В сборнике: Физическая культура и спорт в системе образования России: инновации и перспективы развития Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. ООО «Золотое сечение». 2013. С. 237-242.

55) Богомолец А.А. Введение в учение о конституции и диатезах. Госмедиздат 1928, 45 с

56) Системная патология соединительной ткани. Руководство для врачей (под ред. Ю.И. Строева, Л.П. Чурилова), СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2014. – 384 с. илл.

57) Строев Ю.И., Чурилов Л.П., Кононова Ю.А., Муджикова О.М. и соавт. Клиническая патофизиология ювенильного метаболического синдрома: роль юношеского диспитуитаризма, дисплазии соединительной ткани и аутоиммунного тироидита// Патол. физиол. и эксперим. терап. 2011; 3: 3 –15.

58) Чурилов Л.П . Общая патофизиология (с основами имунопатологии)
Учебник для студентов медВУЗов .Санкт-Петербург, Элби-СПб., 2015. (Издание 5-е)

59) González-Jiménez E, Schmidt-Riovalle J, Sinausía L, Carmen VM, Perona JS. Predictive value of ceruloplasmin for metabolic syndrome in adolescents. Biofactors. 2016 Mar-Apr;42(2):163-70. doi: 10.1002/biof.1258. Epub 2016 Jan 27.

60) Norheim F., Raastad T, Thiede B. , Rustan CA, Christian A. et al. Proteomic identification of secreted proteins from human skeletal muscle cellsand expression in response to strength training. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2011, 301: E1013–E1021

61) Альбицкий П.М. Односторонность и ошибочность современного физиологического учения о значении продуктов обмена для организма и о деятельности выделительных органов. Необходимость нового учения и основные начала его. Пгд : 1918.

62) Safe S, Jin UH, Hedrick E, Reeder A et al. Minireview: role of orphan nuclear receptors in cancer and potential as drug targets. Mol Endocrinol. 2014 Feb;28(2):157-72.

63) Holmes E., Ruey L. L., Stamler J, Bictash M et al. Human metabolic phenotype diversity and its association with diet and blood pressure. Nature 2008, 453, 396-400

64) Kutsuzava T.. Shioya S. Plasma Branched-Chain Amino Acids and muscle energy metabolism in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease.. Clinical Nutrition, 2009, Vol. 28, No. 2, pp. 203-208

65) Sharabiani MT, Vermeulen R, Scoccianti C, Hosnijeh FS et al. Immunologic profile of excessive body weight. Biomarkers. 2011 16 (3): 243–51.

66) Наследственные нарушения соединительной ткани: ссылка Российские рекомендации, разработанные комитетом экспертов ВНОК. Секция «Дисплазии соединительной ткани сердца». —М., 2012. — 75 c.)

67) Беспалова И.Д. Лептин как индуктор воспаления и окислительного стресса при метаболическом синдроме. Бюллетень сибирской медицины. 2014.-т.13(1), с 20-26.

68) Ju X, Ijaz T, Sun H, Lejeune W et al. IL-6 regulates extracellular matrix remodeling associated with aortic dilation in a fibrillin-1 hypomorphic mgR/mgR mouse model of severe Marfan syndrome. J Am Heart Assoc. 2014 Jan 21;3(1)

69) Pincu Y, Linden MA, Zou K, Baynard T et al. The effects of high fat diet and moderate exercise on TGFβ1 and collagen deposition in mouse skeletal muscle. Cytokine. 2015 May;73(1):23-9

70) Komai T, Okamura T, Yamamoto K, Fujio K. et al. The effects of TGF-βs on immune responses. 2016; 39(1):51-8.

71) Oliveira I. C. et al. Downregulation of interleukin 8 gene expression in human fibroblasts: unique mechanism of transcriptional inhibition by interferon. Proceedings of the National Academy of Sciences. – 1992. – Vol. 89. – 19. – P. 9049-9053.

72) Zajac A, Poprzecki S, Zebrowska A, Chalimoniuk M et al. Arginine and ornithine supplementation increases growth hormone and insulin-like growth factor-1 serum levels after heavy-resistance exercise in strength-trained athletes. J Strength Cond Res. 2010 Apr;24(4)

73) Phillips M.P. Are Acute Post–Resistance Exercise Increases in Testosterone, Growth Hormone, and IGF-1 Necessary to Stimulate Skeletal Muscle Anabolism and Hypertrophy? Medicine and science in sports and exercise, 2013, 45(11):2044-51

Приложения:

Список опубликованных и приравненных к ним работ:

Устный доклад

Конгресс «Молекулярные основы клинической медицины-возможное и реальное» 26-29 марта 2015

Санкт-Петербург

«Мышечная ткань как эндокринный орган. Концепция миокинов». Немедикаментозные методы коррекции дислипидемий. Роль физической нагрузки.

2)	Устный доклад

Конгресс «Молекулярные основы клинической медицины-возможное и реальное» 26-29 марта 2015. Санкт-Петербург «Метод оптической топографии. Возможности системы DIERS»

3) Скрипник В.1, Чурилов Л.П.2, Строев Ю.И.2, Сауля А.1, Кобец В.3, Соколов В.3, Скрипник К.4, Васина А.Ю.2, Каппелло. Теоретические, клинический и экспериментальные исследования реактивности и резистентности организма при адаптации к горной гипоксии: влиянии активации системных и местных биорегуляторов на гемодинамику. // Здоровье-основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения.- 2015.- №10 (2)- С.787-809

3) Тезисы «Антропометрические показатели и характеристики обмена веществ у подростков» Васина А.Ю., Посаренко И.А. Сборник тезисов «Фундаментальная наука и клиническая медицина-человек и его здоровье», Т 19, с121

4) Тезисы «Связь PPAR-α с метаболическими показателями и физической нагрузкой у детей, имеющих отягощенный анамнез по сердечно-сосудистой патологии.», Васина А.Ю., Хмырова А.П. Сборник тезисов «Фундаментальная наука и клиническая медицина-человек и его здоровье», с.76

5) Тезисы «Primary familiar hypercholesterolemia caused by different genes»

Abramova I.M, Hramtsova E., A. Y. Vasina, I. Y. Melnikova1, V. Larionova. Сборник тезисов ESHG, 2016, p.630

6)Васина А.Ю., Дидур М.Д., Иыги А.А., Утехин В.И., Чурилов Л.П. Мышечная ткань как эндокринный регулятор и проблема гиподинамии.
Вестник СПбГУ. -2014.,-11(2). - С 5-15

7)Особенностм миокиновой регуляции и метаболомики у юных спортсменов с недифференцированной дисплазией соединительной ткани. Васина А.Ю., спортивный врач, магистр физической терапии, Чурилов Л.П., к.м.н., доц.,Строев Ю.И., к.м.н., доц. (в печати)

Рисунки:

Рис 1. Роль органокинов (адипокинов, миокинов и гепатокинов) на кардиометаболические нарушения (Choi M.K, 2016).

Рис 2. Аминокислоты и глюконеогенез