Механізми впливу препарату АТФ-лонг на працездатність тварин при експериментальному моделюванні фізичних навантажень

Abstract

Проблема погіршення функціонального стану серцево-судинної системи за інтенсивних фізичних навантажень є однією з найважливіших проблем спортивної медицини, кардіології та фармакології. Саме негативні перебудови функціонального та структурного характеру, з одного боку, не дають змоги досягати більш високих спортивних результатів у зв’язку з відсутністю приросту аеробної фізичної працездатності, а, з другого, можуть стати головною причиною раптової смерті спортсменів. Дуже значну роль в погіршенні стану міокарда за фізичних навантажень відіграє нестача макроергічних фосфатів. Тому пошук та оцінка механізмів впливу на фізичну працездатність кардіопротекторних засобів на основі головного макроерга – аденозинтрифосфата – повинен ґрунтуватися на дослідженні тих основних метаболічних показників, що беруть участь в процесах перенесення кисню, а саме, вираженості змін окисного гомеостазу на мембранному рівні в еритроцитах, зрушень рН та насиченості крові киснем тощо. В експериментальній роботі при моделюванні тривалих фізичних навантажень у щурів (біг на тредбані) показаний позитивний вплив курсового застосування препарату АТФ-лонг на зміни вмісту одного з проміжних продуктів перекисного окислення ліпідів – малонового діальдегіду та основного неферментативного антиоксиданту – відновленого глутатіону, а також на сатурацію кисню у венозній крові та її рН з одночасним з покращенням параметрів електрокардіограми та приростом фізичної працездатності тварин, що підтверджує опосередковану кардіопротекторну та ергогенну дію дослідженого препарату. Це не тільки створює підґрунтя для подальшого вивчення механізмів підтримки функціонального стану серця спортсменів під час тренувального процесу за допомогою АТФ-лонг, але й свідчить про доцільність застосування цього незабороненого у спорті фармакологічного засобу при інтенсивних фізичних навантаженнях.

Проблема ухудшения функционального состояния сердечно-сосудистой системы при интенсивных физических нагрузках является одной из важнейших проблем спортивной медицины, кардиологии и фармакологии. Именно перестройки функционального и структурного характера, с одной стороны, не только позволяют достигать более высоких спортивных результатов в связи с отсутствием прироста аэробной физической работоспособности, но и, с другой, могут стать главной причиной внезапной смерти спортсменов. Важную роль в ухудшении состояния миокарда при нагрузках играет недостаток макроэргических фосфатов. Поэтому поиск и оценка механизмов влияния на физическую работоспособность фармакологических кардиопротекторных средств на основе главного макроэрга – аденозинтрифосфата – должен основываться на исследовании тех основных метаболических показателей, которые участвуют в процессах переноса кислорода, а именно, выраженности изменений окислительного гомеостаза на мембранном уровне в эритроцитах, сдвигов рН и насыщенности крови кислородом. В экспериментальной работе при моделировании длительных физических нагрузок у крыс (бег на тредбане) показано положительное влияние курсового применения препарата АТФ-лонг на изменения содержания одного из промежуточных продуктов перекисного окисления липидов – малонового диальдегида и основного неферментативного антиоксиданта – восстановленного глутатиона, а также на сатурацию кислорода в венозной крови и ее рН с одновременным улучшением параметров электрокардиограммы и приростом физической работоспособности, что подтверждает опосредованное кардиопротекторное и эргогенное действие исследованного препарата. Полученные данные не только создают основу для дальнейшего изучения механизмов поддержки функционального состояния сердца спортсменов во время тренировочного процесса с помощью АТФ-лонг, но и свидетельствует о целесообразности применения этого не запрещенного в спорте фармакологического средства во время интенсивных физических нагрузок.

Intensive continuous training and competitive loads, peculiar for modern elite sport, in the face of metabolism intensification and exhaustion of intracellular content of high-energy compounds contribute to pathology process activation primarily in myocardium. In addition to continuous and intensive physical loads against the background of chronic under-recovery, the combination of high loads with intensive mental activity and chronic psychoemotional stress is crucial in the development of abnormal changes in athlete cardiovascular system. Therefore, permanent intensive physical loads necessitate systematic and substantiated application of cardioprotectors ‒ means for protection of the myocardium. Their action is not connected with the improvement of heart pump function directly, but is mediated by optimization of the processes of energy generation and expenditure, correction of respiratory chain function, normalization of balance between the intensity of the processes of free-radical oxidation and antioxidant defense, direct impact on cardiomyocytes, thus preventing the formation of myocardial metabolic remodeling. However, many pharmacological preparations widely used in clinical cardiological practice, and all trimetazidine and meldonium based drugs, in particular, are not allowed to be used in elite sport due to their recent prohibition by the World Anti-Doping Agency. The main cause of fatigue that occurs during intensive physical loads is the lack of adenosine triphosphoric acid – the major high-energy compound, the biological significance of which has been recently revealed to be much more than just the direct energy donation. Unfortunately, the usage of cardioprotectors in today’s sport appears to be almost systemless and without accounting for the basic points of their metabolic action application, whereas the list of utilized preparations is rather narrow and mainly includes metabolic means. For this very reason, the application of nonprohibited in the practice of athletic preparation, ATP-based medicines seems to be quite logical for the sake of maintenance of functional status and further structural rearrangements of the myocardium. However, the mechanisms of their action on physical work capacity stimulation have been studied insufficiently, thus necessitating organization of the given experimental study under conditions of modeling continuous and intensive physical loads of inbred Wistar rats. It has been demonstrated that in the main group of animals, subjected to physical loads (treadmill running), in the face of intraperitoneal administration of 0.12 g/kg daily dose of ATP-long, equal to therapeutic dosing of preparation, the basis for endurance parameter increase is the reduction of oxidative stress expression within red-cell membranes with the decrease of resulting prooxidant-antioxidant coefficient from 2.23 in control to 1.22 in the main group, pH value normalization in venous blood of animals and increase of its oxygen saturation to 88.3 ± 1.1 %, which approximately corresponds to saturation at the level of 89.8 ± 1.2 % in intact animals. These changes contribute to the improvement of blood oxygen transport function, which is of crucial importance during aerobic activities, and create prerequisites for normalization of electrocardiographic characteristics of animals’ heart condition. When assessing physical performance changes in the dynamics of the experiment revealed that the end of the observation of animals in the control group while treadmill running a because of regular exercise increases on 42.3 % compared with intact rats. However, the intraperitoneal administration of ATP-long core group of animals reliably against these animals in the control group, an increase in the run until exhaustion is 20.2%, indicating that stimulation of the body ergogenic performance and, accordingly, direct/indirect ergogenic properties of the drug. Study findings allow to suggest that exogenous ATP in combination with magnesium and potassium ions and essential amino acid, histidine that form structural basis of ATP-long preparation, is both the modern cardioprotective and ergogenic means to be used in the practice of athletes preparation.