Механізми стимуляції фізичної працездатності за дії антиоксидантних фармакологічних засобів (огляд літератури)

Abstract

В огляді літератури узагальнено шляхи участі природних антиоксидантів у формуванні метаболічного підґрунтя фізичної працездатності в спортсменів. Показано, що одним з головних системоутворюючих чинників, що гальмують приріст фізичної працездатності, є окисний стрес, опосередкований навантаженнями тренувального процесу. Висвітлено механізми впливу фармакологічних засобів з антиоксидантними властивостями – церулоплазміну, омега3-поліненасичених жирних кислот, пробіотичних продуктів – на складові процесу стимуляції фізичної працездатності і показано, що, поряд, з прямим антиоксидантною дією, це є наявність мембранотропної (мембранопротекторної), детоксикаційної, імуно- та кардіопротекторної дії тощо. Доведено, що вплив висвітлених факторів, які беруть участь у формуванні метаболічних основ фізичної працездатності та пов’язані із наявністю антиоксидантного впливу на організм, може асоціюватися із іншими різноманітними складними змінами гомеостазу організму, починаючи від виснаження запасів АТФ у клітинах і накопичення катехоламінів до експресії генетичних маркерів мітохондріального біогенезу та апоптозу клітин.

В обзоре литературы обобщены пути участия природных антиоксидантов в формировании метаболических основ физической работоспособности у спортсменов. Показано, что одним из главных системообразующих факторов, тормозящих прирост физической работоспособности, является окислительный стресс, опосредованный нагрузками тренировочного процесса. Освещены механизмы воздействия фармакологических средств с антиоксидантыми свойствами – церулоплазмина, омега3-полиненасыщенных жирных кислот, пробиотических продуктов – на составляющие процесса стимуляции физической работоспособности и показано, что, наряду с прямым антиоксидантным воздействием, этими составляющими является наличие мембранотропного (мембранопротекторного), детоксикационного, иммуно- и кардиопротекторного действия. Показано, что воздействие вышеприведенных факторов, участвующих в формировании метаболических основ физической работоспособности и связанных с наличием антиоксидантного воздействия на организм, может ассоциироваться с другими разнообразными сложными изменениями гомеостаза организма, начиная от истощения запасов АТФ в клетках и накопления катехоламинов до экспрессии генетических маркеров митохондриального биогенеза и апоптоза клеток.

Introduction. The enhancement of the general and special physical workabilities of sportsmen under the influence of significant physical loads and under conditions of the fast course of the processes of rehabilitation and the prevention of the state of overtraining are the important components for the realization of the sportsman as a professional and for the support of his/her health and life quality. One of the very weighty factors in the appearance of an overstrain and in a decrease of the physical workability is the activation of the lipid peroxidation at the simultaneous damping of the activity of the endogenous antioxidant system, which accompanies permanently the physical loads and causes the development of such pathobiochemical and pathophysiological phenomenon as the oxidative stress. On the level of a holistic organism, the damping of the activity of enzymatic systems (first of all, antioxidative ones) under the action of physical loads prolongs the period of rehabilitation after trainings and complicates the formation of a necessary level of adaptation mechanisms inherent in sportsmen. It is clear that, at highintensity physical loads, there is a necessity to use antioxidant pharmacological preparations that are not forbidden. A large number of such preparations available at the modern sport-pharmaceutical market do not allow a physician to independently clarify the mechanisms of action of certain preparations or dietary additives on the physical workability. This leads to the groundless use of several preparations together and can be accompanied by the appearance of their cross interaction and by secondary effects. One of the ways to solve this complicated task is the application of antioxidant preparations of the metabolitotropic character. Purpose – to determine the fine mechanisms of effect of pharmacological preparations with antioxidant directivity on the physical workability.

Materials and Methods. Analysis and generalization of data of the modern scientific literature, the Internet, and author’s own results of studies. Discussion. The study showed that presented survey of the literature generalizes the ways of participation of natural antioxidants in the formation of a metabolic basis of the physical workability of sportsmen. It is shown that one of the main system-forming factors that hamper an increase in the physical workability is the oxidative stress mediated by loads of the training. This is related to the fact that the distortion of a structural-functional state of cell membranes, particularly the membranes of erythrocytes, due to the oxidative stress causes the changes in their shape and volume, which affects mediately the process of oxygen transport to the muscular tissue of sportsmen and, thus, decreases the physical workability. The antioxidant properties of the studied pharmacological preparations of the natural origin and the metabolitotropic character are related to the presence of a membranotropic action, which allows one to refer the preparations with such biological effects to ergogenic ones. The executed analysis has clarified the mechanisms of influence of the pharmacological preparations with antioxidant properties such as ceruloplasmin, omega-3-polyunsaturated fatty acids, and probiotic products on components of the process of stimulation of the physical workability. It is shown that, along with the direct antioxidant action, the presence of membranotropic (membranoprotective), detoxifying, immuno- and cardioprotective actions, etc. is of great importance for the manifestation of ergogenic properties of a pharmacological preparation. It is proved that the influence of the indicated factors, which participate in the formation of metabolic foundations of the physical workability and are related to the presence of the antioxidant effect for organism, can be associated with other various complex changes in the homeostasis of organism, by starting from the exhaustion of the stores of ATP in cells and the accumulation of catecholamines to the expression of genetic markers of the mitochondrial biogenesis and the apoptosis of cells. Based on the results of the executed analysis, we may consider that the various mechanisms inherent in pharmacological antioxidant preparations of the mainly metabolitotropic character must be taken into account at their prescription to sportsmen on various stages of the training process.