Роль оксида азота в прямых и перекрестных эффектах адаптации к физической нагрузке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.00.16, кандидат биологических наук Аймашева, Надежда Петровна

• Аймашева, Надежда Петровна
• кандидат биологических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Аймашева, Надежда Петровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЫО-ЗАВИСИМЫЕ МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ К

ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ. (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Молекулярные механизмы адаптации к физическим нагрузкам

1.2. Прямые и перекрестные защитные эффекты адаптации к физическим нагрузкам

1.3. Механизмы биосинтеза N0 и его роль в регуляции физиологических систем организма

1.4. N0 и адаптация к физическим нагрузкам

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Методика проведения адаптации к физической нагрузки

2.2. Методика проведения острой физической нагрузки

2.3. Методика проведения острого иммобилизационного стресса

2.4. Методика проведения острой гипоксии

2.5. Методика измерения продукции N0 в организме крыс

2.6. Методика оценки содержания НвР70 в органах крыс. Электрофорез и иммуноблотинг

2.7. Методика введения донора N0, ДНКЖ и блокатора ЫО-синтазы, ЬЫЫА

2.8. Методика исследования экспрессии генов Са2+АТФ-азы СПР

2.9. Статистическая обработка результатов

ГЛАВА 3. ВЫБОР СХЕМЫ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ И ТЕСТА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ОСТРОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ

ГЛАВА 4. ИЗМЕРЕНИЕ ПРОДУКЦИИ N0 В РАЗНЫХ ОРГАНАХ

КРЫС ПРИ ОСТРОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ И В ПРОЦЕССЕ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ

4.1. Влияние острой физической нагрузки и адаптации к физической нагрузке на продукцию N0 в органах крыс

4.2. Обсуждение

ГЛАВА 5. РОЛЬ ОКСИДА АЗОТА В ПРЯМОМ ЗАЩИТНОМ ЭФФЕКТЕ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ

5.1. Влияние донора N0 и блокатора КЮ-синтазы на устойчивость животных к острой физической нагрузке и на формирование адаптации к физической нагрузке

5.2 Воспроизведение донором N0 прямого защитного эффекта адаптации к физической нагрузке

5.3 Влияние блокатора ЫО-синтазы на накопление белков НЭР70 в скелетной мышце при адаптации к физической нагрузке

5.4. Влияние донора N0 на экспрессию гена скелетной Са2+АТФ-азы СПР

5.5. Обсуждение

ГЛАВА 6. РОЛЬ ОКСИДА АЗОТА В ПЕРЕКРЕСТНЫХ ЗАЩИТНЫХ ЭФФЕКТАХ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ

6.1. Влияние донора N0 и блокатора ЬЮ-синтазы на антигипоксический эффект адаптации к физической нагрузке

6.2. Влияние донора N0 и блокатора ЫО-синтазы на антистрессорный эффект адаптации к физической нагрузке

6.3. Обсуждение

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль оксида азота в прямых и перекрестных эффектах адаптации к физической нагрузке»

ВВЕДЕНИЕ

Адаптация к физическим нагрузкам составляет один из главных компонентов подготовки спортсменов, военных и людей других специальностей, связанных с необходимостью выполнять тяжелую физическую нагрузку в нормальных и стрессорных условиях. Различные аспекты адаптации к физическим нагрузкам широко изучает спортивная медицина. Это связано с бурным ростом современного спортивного мастерства, увеличением объема и интенсивности тренировочных нагрузок (З.С.Миронова, Р.И.Миркулова, 1982).

Кроме того, благодаря формированию целого спектра защитных перекрестных эффектов, адаптация к физическим нагрузкам используется как весьма эффективный способ профилактики и лечения различных заболеваний (М.Г.Пшенникова, 1994). Так, например, известно, что такая адаптация увеличивает резистентность организма к недостатку кислорода, защищает органы от стрессорных повреждений, повышает устойчивость сердца к ишемическим и реперфузионным повреждениям, активирует локальные механизмы защиты внутриклеточных структур и т.д (Ф.З.Меерсон, 1993).

Известно, что в образовании защитных эффектов адаптации к физическим нагрузкам вовлечены практически все основные системы организма: нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая, дыхательная, мышечная т.д.(А.С.Чинкин, 1995). Поэтому при анализе защитных эффектов такой адаптации необходимо обратить особое внимание на наиболее общие звенья регуляции этих систем.

Согласно современным представлениям, таким универсальным регулятором является оксид азота (N0) (5.Мопсас1а,1994). Доказано,

что N0 вовлечен в образование внутриклеточных защитных механизмов при разных типах адаптации. Например, в последнее время стало известным, что N0 участвует в активации протекторных стресс-белков из семейства Н8Р70 (1.У.Ма1у51пеу е1а1., 1995, 1996) и в регуляции внутриклеточного транспорта Са2+. Соответственно, можно предположить, что ЫО-зависимая активация протекторных стресс-белков из семейства НЭР70 и увеличение мощности систем транспорта Са2+ играет важную роль в адаптации к физической нагрузке.

Актуальность данной работы определяется тем, что она посвящена исследованию роли N0 в развитии защитных эффектов адаптации к физической нагрузке.

Сопоставление физиологических эффектов адаптации к физической нагрузке и N0 наводит на мысль о вовлечённости N0 в структурные и функциональные изменения, происходящие в организме в процессе адаптации. Тем не менее, вопрос об участии систем генерации N0 в развитии адаптационных изменений организма до сих пор не изучался.

В соответствии с этим, цель настоящей работы состояла в изучении роли N0 в формировании прямых и перекрёстных эффектов адаптации к физической нагрузке.

В рамках этой цели решались следующие основные задачи:

1. Выбор модели адаптации к физической нагрузке.

2. Измерение продукции N0 в органах крыс при острой физической нагрузке и в процессе адаптации к физической нагрузки.

3. Оценка влияния донора N0 и блокатора МО-синтазы на устой-

чивость к острой физической нагрузке и формирование адаптации к физической нагрузке.

4. Изучение возможности воспроизведения донором N0 прямого защитного эффекта адаптации к физической нагрузке.

5. Исследование влияния блокатора ЫО-синтазы на накопление белков Н8Р70 в скелетной мышце при адаптации к физической нагрузке.

6. Оценка влияния донора N0 на экспрессию Са2+-АТФазы СПР в скелетной мышце.

7. Изучение влияние донора N0 и блокатора ЫО-синтазы на анти-гипоксический эффект адаптации к физической нагрузке.

8. Исследование влияние донора N0 и блокатора ГМО-синтазы на антистрессорный эффект адаптации к физической нагрузке.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

Установлено, что острая физическая нагрузка в стрессорных условиях вызывает падение продукции N0 как в печени, так и в мозге. Впервые показано, что уже на ранних этапах адаптации к физическим нагрузкам происходит увеличение продукции N0 в печени, без изменений в мозге. Однако при острой физической нагрузке мозг оказался наиболее защищен от резкого падения продукции N0, как это наблюдалось в печени.

Кроме того, впервые показано, что донор N0 повышает, а блока-тор ЫО-синтазы предупреждает развитие прямого и перекрестных (антистрессорного и антигипоксического) защитных эффектов адаптации к физическим нагрузкам. Установлено также, что курсовое введение донора N0 само по себе, без адаптации, воспроизводит как прямой, так и перекрёстные защитные эффекты адаптации к физической

нагрузке.

Вместе с тем, продемонстрировано, что адаптация к физической нагрузке сопровождается накоплением Н8Р70 в скелетной мышце. Блокатор синтеза N0 ограничивал как накопление Н8Р70, так и развитие защитных эффектов адаптации. Также, впервые установлено, что N0 может усиливать экспрессию гена Са2+-АТФазы СПР скелетных мышц.

Теоретическое значение работы заключается в доказательстве участия N0 в формировании адаптационной защиты от повреждений, вызванных острой физической нагрузкой, острой гипоксией и стрессом. Продемонстрирована важная роль МО-зависимой активации синтеза НЭР70 в формировании прямых и перекрестных эффектов адаптации к физической нагрузке и ЫО-зависимой активации экспрессии Са2+-АТФазы СПР .

Практическое значение работы состоит в том, что ее результаты открывают перспективы создания нового класса фармацевтических препаратов, на основе доноров N0. В перспективе эти препараты могут использоваться для повышения спортивной работоспособности, устойчивости к тяжелой физической работе в стрессорных ситуациях и при недостатке кислорода. Кроме того, результаты работы создают основу для поиска новых подходов к управлению адаптацией, с помощью направленного воздействия на системы генерации N0, в профилактической медицине и оздоровительной физической культуре.

Положения, выносимые на защиту:

1. Адаптация к физической нагрузке увеличивает активность систем генерации N0 и предупреждает падение продукции N0 при острой физической нагрузке . На ранних этапах это особенно выражено в

мозге. Это свидетельствует о нормализующем влиянии адаптации к физической нагрузке на системы генерации N0.

2. NO-зависимые механизмы участвуют в формировании прямого и перекрёстных антистрессорного и антигипоксического эффектов адаптации к физической нагрузке.

3. NO-зависимая активация синтеза защитных стресс-белков HSP70 у адаптированных крыс может составлять важный механизм защиты клеток при формировании прямых и перекрестных эффектов адаптации к физической нагрузке.

4. N0 контролирует транспорт Са2+ в клетке посредством влияния на экспрессию гена SERCA1 скелетной мышцы. Этот механизм может лежать в основе защитных эффектов доноров N0 и NO-зависимых механизмов адаптации к физическим нагрузкам.

Апробация работы:

Основные результаты проведенных исследований были представлены на Международном Симпозиуме «Biological Chemistry and Cellular Targets of nitric oxide» (Грац, Австрия, 1998); на 5 Всемирном конгрессе по адаптационной медицине (Фрамингам, США, 1997); на 6-м международном конгрессе «Biology of Nitric Oxide» (Стокгольм, Швеция, 1999); на международном конгрессе «Роль монооксида азота в процессах жизнедеятельности» (Минск, Белоруссия, 1999). На кафедре медико-биологических наук филиала Волгоградской академии физической культуры и спорта в Набережных Челнах (Набережные Челны, Россия, 1999) и на межлабораторной конференции в НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН (Москва, 1999).

ГЛАВА 1. МО-ЗАВИСИМЫЕ МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ.(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Молекулярные механизмы адаптации к физическим нагрузкам.

Адаптацию в целом, как процесс приспособления организма к внешней среде и к внутренним изменениям организма подразделяют на два типа: генотипическую и фенотипическую (Ф.З.Меерсон, 1986). В процессе адаптации к любому фактору среды выделяют два основных этапа: начальный этап - срочная, но не совершенная адаптация и последующий этап - долговременная, устойчивая адаптация (Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988). Срочная адаптация реализуется мгновенно, но реакция организма протекает с утратой резервов, с кратковременным результатом и сопровождается выраженной стресс-реакцией. Развитие адаптации к любому фактору сопровождается повышением способности ограничивать стресс-реакцию, увеличением мощности стресс-реализующих и стресс-лимитирующих систем (Ф.З.Меерсон, 1986). Долговременная, устойчивая адаптация характеризуется более своевременной, экономной реакцией организма на данный фактор среды, отсутствием выраженной стресс-реакции и возможностью нормальной жизнедеятельности в условиях действия этого фактора. В основе перехода срочной адаптации в долговременную лежит обеспечиваемое активацией синтеза нуклеиновых кислот и белков формирование разветвленного структурного "следа" в функциональной системе, ответственной за адаптацию к данному фактору среды (Ф.З.Меерсон, 1993).

Установлено, что адаптация ко многим повторным воздействиям

среды имеет прямые и перекрестные защитные эффекты, формирующиеся как на системном, органном и внутриклеточном уровне (Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988). Прямой защитный эффект -ситуация, когда адаптация к умеренному действию определенного фактора предупреждает повреждения организма большой дозой того же фактора. Перекрестный защитный эффект адаптации - ситуация, когда адаптация к действию определенного фактора повышает резистентность организма к повреждающему действию совершенно других факторов. Образование защитных эффектов легло в основу развития адаптационной медицины. В современной адаптационной медицине используют различные факторы внешней среды.

Применительно к физическим нагрузкам, общим признаком долговременной адаптации является изменения структуры и массы органов и увеличение физиологической мощности функциональных систем, ответственных за адаптацию. При повторных воздействиях раздражителя структурный след закрепляется. Этому способствует увеличение синтеза нуклеиновых кислот и белка в активно функционирующей клетке (Ф.З.Меерсон, 1993).

Известно также, что уже на ранних этапах адаптации к физическим нагрузкам, на клеточном уровне, происходит интенсивный биосинтез по цепочке ДНК-РНК-белок. Начинает увеличиваться биомасса органа, активируется система передачи регуляторных сигналов через аденилатциклазу. Под действием сигнала извне концентрация АМФ возрастает в 10-20 раз (Н.А.Фомин, В.П.Филин, 1986).

Первоначально, достижение адаптивного эффекта на ранних стадиях адаптации обеспечивается усиленной продукцией гормонов системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники (САЭ^аИз, 1996). На срочном этапе адаптации в ответ на нагрузку происходит интенсив-

ное, избыточное по своему пространственному распространению (ир-радиирующее) возбуждение корковых, подкорковых и нижележащих двигательных центров, которому соответствует генерализированное, с мобилизацией "излишних мышц", но недостаточно координированная двигательная реакция (Н.В.Зимкин, 1969, 1984). При этом нейро-генно детерминированная активация гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и адренергической стресс-реализующих систем, носит интенсивный нередко избыточный характер и сопровождается ярко выраженной стресс-реакцией. Это проявляется в значительном по величине и длительности высвобождении стресс гормонов и медиаторов, в т.ч. кортиколиберина, АКТГ, соматолиберина, соматотро-пина и других тропных гормонов (R.Shephard, 1975; А.А.Виру, 1983), катехоламинов и кортикостероидов, что приводит к изменению секреции гормонов следующей линии регуляции. Катехоламины через аль-фа-адреноцепторы и бетта-рецептор-аденилациклический комплекс стимулируют ключевые ферменты гликолиза, гликогенолиза, липоли-за и приводят к мобилизации углеводных и жировых депо (А.А.Виру, 1983; K.Carlson, 1985). Кроме того, через те же механизмы катехоламины стимулируют сократительную функцию сердца (М.Г.Пшенникова, 1979), облегчают нервно-мышечную передачу и увеличивают силу сокращения в скелетных мышцах (W.Bowman, 1969; О.П.Добромыслова, 1980). Далее, происходит незначительный распад сократительных белков скелетных мышц, что в значительной мере обусловлено катаболическим эффектом избытка глюкокортикоидов и проявляется ростом экскреции специфического метаболита этих белков - 3-метилгистидина (В.С.Чайковский, И.В.Астратенкова, 1989). Ка-тоболические процессы усиливает и психоэмоциональный стресс при напряженной мышечной работе (Л.Е.Панин, В.П.Соколов, 1982). Все

эти процессы ведут к усилению анаболических процессов биосинтеза в восстановительном периоде. Анаболическая фаза оказывается более длительной, чем катаболическая. Наблюдаемая при этом повышенная секреция тироидных гормонов выступает в качестве индуктора, активизирующего биосинтез клеточных мембранных структур, ми-тохондриального аппарата скелетных мышц и сердца (Н.А.Фомин, В.П.Филин, 1986).

Одновременно с активацией стресс-реализующих систем происходит активация стресс-лимитирующих систем. В настоящее время применительно к физической нагрузке доказана активация системы опиоидных пептидов (Р.Наюг,1981; Т.Но\л/1е^ 1984), обладающих способностью ограничивать активность адренергической системы. Показано также, что ферменты системы антиоксидантной защиты - ката-лаза, супероксиддисмутаза, глютатионпероксидаза - могут как увеличивать свою активность в скелетной мышце в результате острой физической нагрузки (1.1.01, 1992; О.А.1_а\/\/1ег, 1993), так и уменьшать (Э-К-веп, 1992). Лимитирующим мышечную работу фактором на данной стадии также является АТФ-азная активность миозина в работающих мышцах (0.0.НоПогу, 1977; Н.Н.Яковлев, 1978).

Вследствие энергетических затрат, отношение продуктов распада АТФ к оставшемуся ее количеству возрастает. Эффективность энергообеспечения мышц на ранних этапах адаптации происходит вследствие увеличения числа и массы митохондрий (В.ваШп, 1977; К.0ау1ез, 1981; Н.Н.Яковлев, 1981), росте популяции ферментов гликолиза и гликогенолиза (К.Ва1с!\мп, 1975; Н.\Л/епдег, 1981; Н.Н.Яковлев, 1981) и увеличения содержания в мышцах гликогена и активности фермента ресинтеза гликогена гликогенсинтетазы (Н.Н.Яковлев, 1978, 1981). Увеличение плотности капилляров и кон-

центрации миоглобина обеспечивает эффективность системы транспорта кислорода (P.Andersen, 1975; P.Tesch, 1984), что вместе с ростом числа митохондрий приводит к повышению способности мышечной ткани утилизировать кислород из притекающей крови. Значение увеличения числа митохондрий в мышцах определяется тем, что оно способствует снижению степени активации свободнорадикального окисления в мышцах при интенсивных нагрузках за счет уменьшения продукции в митохондриях радикальных форм кислорода (A.Boveris, 1973; K.Davies, 1981; R.Jenkins, 1983).

Через разные промежутки времени, на ранних этапах адаптации к физической нагрузке в скелетных мышцах активируется синтез нуклеиновых кислот и белков (Ф.З.Меерсон, 1993). Начинает развиваться выраженная рабочая гипертрофия, реализующаяся за счет увеличения массы имеющихся мышечных волокон "быстрого" или "медленного" типа в зависимости от типа нагрузки (McDonagh, 1984). Гипертрофированная клетка отличается от обычной не только массой, но и внутренней структурой. Ядро увеличивается в размерах, на нем образуются множественные выпячивания, некоторые увеличивают площадь контакта с цитоплазмой. Увеличивается площадь дирепресси-рованных участков ядерной ДНК, так как уменьшается количество гис-тонов (белков-репрессоров). Раскрученные, дающие информацию для биосинтеза участки ДНК обеспечивают интенсивный синтез белка. Это происходит через посредство накапливающейся в ядре РНК и ускоренную передачу информационных копий для биосинтеза в цитоплазму клетки (К.Салин, С.Броберг, 1989).

Как известно, функциональная система, ответственная за адаптацию к физической нагрузке, включает в себя афферентное звено -рецепторы, центральное регуляторное звено - центры нейрогумо-

ральной регуляции на разных уровнях ЦНС, и эффекторное звено -скелетные мышцы. Именно свойства скелетных мышц зачастую определяют адаптационные возможности организма (Мс61К/егу, 1975).

Согласно современным представлениям, у позвоночных существует 3 основных способа биохимической адаптации мышц, позволяющие им совершать движения, скорость и продолжительность которых чрезвычайно варьирует. Способы эти следующие:

1. Специализация мышц - появление двух или нескольких типов мышечных волокон, различных по ультраструктуре (белые, красные, и промежуточные), сократительному аппарату и следовательно, по биохимическим свойствам (быстроте, силе сокращения и т.д.)

2. Преимущественное развитие в одних мышечных волокнах анаэробного метаболизма, в других аэробного. Обычно это связано с различием в используемых субстратов - для анаэробного пути требуются углеводы, а для аэробного - жиры и жиры с углеводами (Р.НосИасИка, 1983).

3. Развитие тонких механизмов метаболической адаптации. Здесь можно выделить:

а) кратковременные изменения (при необходимости мгновенной перестройки работы и метаболизма мышц, как, например при бегстве);

б) более глубокая и более длительная адаптация, например, при тренировке;

в) долговременные изменения (изменения в эволюционном масштабе) (П.Хачачка, Дж.Сомеро, 1988).

Необходимо подчеркнуть, что при продолжительных и интенсивных нагрузках, действующих на нетренированный организм, чрезмер-

ная активация стресс-реализующих систем и, главным образом, адре-нергической системы нередко приводит к проявлению отрицательного повреждающего эффекта стресс-реакции. Этот эффект обусловлен чрезмерной активацией ПОЛ в мембранах клеток скелетных мышц, миокарда и других тканей (C.Dillard, 1978; R.Venkins, 1983; Ф.З.Меерсон, 1983; A.Quantaniha, 1984). Оксидативный стресс (выход в клетку супероксидов, гидроксилрадикалов, одноатомного кислорода как продукта окислительного фосфолирирования (K.Hirata, 1998) также повреждает многие клеточные компоненты: белки, ДНК, липиды мембран, что можно обнаружить по увеличению перекисей липидов в мышцах крыс, выполняющих нагрузку (H.M.AIessio, A.M.Goldfarb, 1988) или по повреждениям ДНК в клетках крови человека (A.Hartmann et. al., 1994).

Переход от ранних этапов адаптации к долговременной осуществляется через, так называемую, "переходную стадию". Переходная стадия характеризуется уменьшением стресс-реакции (М.Г.Пшенникова, 1994), снижением ферментемии, распада белка, нарушения азотистого баланса и уменьшением других явлений повреждения (Ф.З.Меерсон, 1988). Было также показано, что в сердечной мышце при истощающей физической нагрузке активируется синтез так называемых "белков теплового шока" HSP70, которые, предположительно, выполняют защитную функцию по отношению к структурным и регуляторным белкам (M.Locki, 1990).

Как уже было сказано, в формировании защитных эффектов адаптации принимают участие как центральные (опиоидердическая, серо-тонинергическая, ГАМК-ергическая) так и периферические (система простагландинов, антиоксидантных систем и др.) стресс-лимитирующие системы (M.G.Pshennikova, 1994). Важную роль в дей-

ствии периферических стресс-лимитирующих систем играет механизм повышения устойчивости мембранных структур к различным повреждающим факторам - в первую очередь, к высоким концентрациям Са2+и окислительному стрессу (Т.Г.Сазонтова, 1987), в результате которых нарушается транспорт Са2+ через мембраны саркоплазматиче-ского ретикулума (СПР) (Ю.В.Архипенко и др., 1976).

Таким образом, адаптация к физическим нагрузкам осуществляется за счет функциональных резервных возможностей. Уже на ранних этапах адаптации, по мере упражнений, появляются структурные перестройки, которые лежат в основе устойчивых адаптивных реакций участвующих в формировании прямых и перекрестных защитных эффектов такой адаптации. Далее мы рассмотрим наиболее актуальные и значимые из этих эффектов.

1.2. Прямые и перекрёстные защитные эффекты адаптации к физическим нагрузкам.

Адаптация к мышечной работе имеет глубокие эволюционные корни, в ее механизмах следует усматривать генетические задатки (З.С.Миронова, 1982). Проблема адаптации к физическим нагрузкам, или "тренированности", с давних пор привлекла внимание исследователей и в настоящее время остается одной из актуальных проблем биологии и медицины.

Преимущества тренированного организма достаточно хорошо изучены и определяются следующими тремя основными чертами: 1) тренированный организм может выполнять мышечную работу такой продолжительности и интенсивности, которая невозможна для нетренированного; 2) тренированный организм отличается более экономным

функционированием физиологических систем в покое и при физических нагрузках; 3) у тренированного организма повышается резистентность к повреждающим воздействиям и неблагоприятным факторам (Ф.З.Меерсон,1986).

В процессе адаптации к физическим нагрузкам существенные изменения претерпевает, в первую очередь, опорно-двигательный аппарат. Адаптация мышечного аппарата к физическим нагрузкам связана в первую очередь с гипертрофией мышечных волокон (у спортсменов - более, чем 50% от массы тела). Расширяющаяся при систематической тренировке капилярная сеть в мышцах улучшает их снабжение кислородом, способствует росту мышц. Пассивная же часть мышц подвергается повреждающему действию мышечных нагрузок (В.В.Лапухова, 1982).

Сердечно-сосудистая система тренированного организма наиболее полно отражает его функциональное состояние в процессе адаптации. Так, одним из наиболее информативных показателей адаптационных резервов сердца при мышечной деятельности является сократительная функция миокарда. Наблюдается гипертрофия мышечных волокон (Н.А.Фомин, Ю.Н.Вавилов, 1991), развивается умеренная брадикардия в покое, снижение ИСФ, ИФС миокарда, снижается МОК (А.С.Чинкин, 1995). Важнейшим показателем качества регулирования кровотока является артериальное давление. Показатели внешнего дыхания - жизненная емкость легких (ЖЕЛ), минутный объем дыхания (МОД), максимальная вентиляция легких (МВЛ), проницаемость легочных альвеол для 02 и С02 закономерно увеличиваются с возрастом и по мере тренировки. Это связано с увеличением массы тела работающих мышц, с ростом потребности в энергетических ресурсах. Наблюдается увеличение максимального потребления кислорода

(МПК). Кислородный долг у тренированного организма ликвидируется быстрее, чем у нетренированного (А.С.Чинкин, 1995).

Происходят изменения и в системе крови: лейкоцитоз, кратковременные изменения в соотношении белой и красной крови - результат ее перераспределения. Миогенный тромбоцитоз (увеличение количества тромбоцитов) наблюдается через 1-1.5 часа после начала работы и сохраняется в течение 24 часов восстановительного периода. Физические нагрузки приводят к увеличению СОЭ с 3-5 до 20-25 мм/час. В течение суток эта реакция нормализуется (Н.А.Фомин, В.П.Филин, 1986).В результате мышечной деятельности активируется система свертывания крови. Это одно из проявлений срочной адаптации организма к физической нагрузке. Восстановление системы свертывания крови после большой нагрузки происходит в течение 24-36 часов. Способность системы крови сохранять постоянство кислотно-основных свойств (КОС) обусловлена буферными системами: карбонатной, фосфатной, белковой, гемоглобиновой. Изменение реакции крови в кислую сторону при мышечной деятельности корректируется основным резервом крови. Показатели КОС крови - это в первую очередь показатели срочной адаптации крови и других жидких сред организма к воздействию физической нагрузки (Н.А.Фомин, Ю.Н.Вавилов, 1991). Изучению влияния физических упражнений на эндокринные железы при адаптации к физической нагрузке посвящено значительное количество специальных исследований (A.A.Виру, 1983). Активизация эндокринной функции надпочечников при мышечной деятельности зависит от характера нагрузки. Влияние тренировочных нагрузок на функции щитовидной железы, тимуса, половых желез изучено до настоящего времени недостаточно полно. Мышечная нагрузка, активирующая надпочечники, угнетает функцию щитовидной железы. В

конечном итоге эндокринные перестройки приводят к смягчению действия стрессорных агентов, какими являются напряженные тренировочные нагрузки.

Таким образом, в формирование прямых защитных эффектов адаптации к физическим нагрузкам вовлечены практически все основные системы организма. Адаптационные сдвиги наблюдаются уже на ранних ее этапах.

Существо положительных перекрестных эффектов адаптации к физическим нагрузкам состоит в том, что она повышает резистентность к действию других факторов окружающей среды и заболеваниям. Так адаптация к низким температурам одновременно повышает иммунологическую устойчивость к действию простудных факторов (С.Н.Блэер, 1990). Благодаря многокомпонентному структурному "следу" адаптация к физическим нагрузкам обладает широким спектром защитных эффектов, которые достаточно представлены в монографиях и обзорах (Ф.З.Меерсон,1989,1993; Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1986,1988; и.1_апд1Ъ|1 е1 а1., 1991). Основные из них перечислены ниже:

1. Повышение резистентности к стрессорным воздействиям и неврозам.

2. Антигипоксический и антиишемический эффект.

3. Повышение электрической стабиольности сердца и его резистентности к аритмогенным факторам.

4. Цитопротекторный эффект при реперфузионных повреждениях сердца.

5. Ограничение атерогенных дислипопротеидемий.

6. Гипотензивный эффект при пограничной форме гипертонической болезни.

7. Предупреждение развития наследственной гипертонии у животных.

8. Антиаллергический и противоопухолевый эффекты.

9. Защита от гиперинсулинемии и ожирения, ограничение развития некоторых форм диабета (М.Г.Пшенникова, 1994).

10. Повышение устойчивости организма к недостатку кислорода и острой гипоксии.

Среди различных типов адаптации, адаптация к физическим нагрузкам широко применяется для увеличения умственной и физической работоспособности здоровых людей как в условиях недостатка кислорода, так и в клинике для лечения различных заболеваний (Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988).

Одно из первых и достаточно четких проявлений превращения стресса в звено патогенеза составляет развитие язвенных поражений слизистой желудка, причем проявление это поддается точной количественной оценке. Поэтому именно язвенные поражения играют наиболее важную роль в выяснении механизма стрессорных повреждений. Среди разных типов адаптаций, использование адаптации к физическим нагрузкам как метода повышения устойчивости к стрессу оказывается наиболее эффективным, по сравнению с формакотера-пией, которая зачастую сопровождается побочными и токсическими эффектами (А.В.Вельдман, М.Н.Козловская, О.С.Медведев, 1976).

Однако, механизмы, за счет которых достигается антистрессорный эффект такой адаптации, до конца не изучен.

Таким образом, становится очевидным, что среди различных типов адаптации, адаптация к физическим нагрузкам характеризуется

наиболее высокой эффективностью перекрестных защитных эффектов, которые реализуются как на уровне отдельных органов, так и на уровне организма в целом.

В соответствии с концепцией Ф.З. Меерсона (1981), формирование защитных эффектов адаптации обеспечивается активацией генетического аппарата и изменением метаболизма клеток, а также изменением функционирования практически всех основных систем организма: нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной и т.д. Поэтому очевидно, что в механизме адаптации наиболее важную роль играют универсальные факторы регуляции физиологических систем и экспрессии генов.

Согласно современным представлениям, таким универсальным регулятором является оксид азота (N0). Однако роль N0 в перекрестных защитных эффектах адаптации к физическим нагрузкам ранее не изучалась. В следующем разделе будут рассмотрены особенности биосинтеза и физиологии N0, делающие его универсальным фактором регуляции физиологических систем и участником активации экспрессии генов, в частности, защитных стресс-белков из семейства Н8Р70 и фермента Са2+-АТФазы СПР.

1.3. Механизмы биосинтеза N0 и его роль в регуляции физиологических систем организма.

Благодаря использованию методов молекулярной биологии, накапливаются данные о регуляторной роли N0 в различных органах и тканях, в механизме экспрессии генов и биосинтеза белков. После того как были получены данные о значительных изменениях в продукции N0 при адаптации к физическим нагрузкам (Е.Б.Манухина, 1996),

сразу возникло предположение о том, что NO играет важную роль в проявлении адаптивных ответов организма. Однако вопрос о том, каковы механизмы NO-зависимого процесса формирования адаптации к физическим нагрузкам оставался открытым. В соответствии с этим, в данном разделе будет рассмотрен вопрос о механизмах биосинтеза NO и его роль в регуляции физиологических систем организма.

Оксид азота синтезируется в различных клетках и тканях млекопитающих, таких как: сосудистый эндотелий, мозжечок, макрофаги, ней-трофилы, гепатоциты, тромбоциты, остеобласты, островки Лангерган-са и многие другие (Y.A.Henry, A.Gussani, 1997). Оксид азота (или монооксид азота N0*), обычно записывается просто как N0, не имеет заряда, липофильный парамагнитный газ, плохо растворимый в воде не имеющий кислотно-основных свойств (Y.A.Henry, A.Gussani, 1997). Газообразный монооксид азота очень нестабилен и окисляется в течение 5-30 секунд (I.J.Ignarro, 1998) до диоксида азота и высших оксидов. Разбавленный раствор N0 при взаимодействии с кислородом окисляется в неорганические нитриты и нитраты меньше чем за 10 секунд (I.J.Ignarro, 1989).

В клетках млекопитающих оксид азота синтезируется тремя изо-формами NADPH-зависимых флавопротеинов, называемых синтазами оксида азота (NO-синтазами или NOS) посредством окисления гуани-диновой группировки L-аргинина (M.A.Marletta, 1988; R.M.J.Palmer, S.Moneada, 1987). В этой реакции L-аргинин, молекулярный кислород и NADPH являются субстратами; N0, L-цитрулин, NADP и Н20 - продуктами реакции. Для протекания реакции необходимо участие 5 кофакторов: флавинов FAD и FMN, гема (Fe-протопорфирин IX), тетра-гидробиоптерина (Н4В) и кальмодулина (СаМ).

Семейство NO-синтаз можно разделить на 2 основные группы:

конституитивные (NOS-I, III), которые активируются Са2+ / СаМ-комплексом, и индуцибельную (NOS-II) (таблица 1).

Таблица 1. Сходства и различия между тремя основными классами ЫО-синтаз.

Эндотелиальная Конститутивная (тип III) Нейрональная Конститутивная (тип I) Индуцибельная (тип II)

133 кДа 161 кДа 131 кДа

NADPH-зависимая Гемопротеин Р-450 типа. Ингибируется аналогами L-аргинина ЫАОРН-зависимая Гемопротеин Р-450 типа. Ингибируется аналогами 1_-аргинина NADPH-зависимая Гемопротеин Р-450 типа. Ингибируется аналогами L-аргинина

Са^/СаМ-Зависимая Са^/СаМ-Зависимая Са^-независимая Кальмодулин -Субъединица

Реагирует на Ацетил холин, Брадикинин, глу-тамат и т.д Реагирует на Ацетил холин, Брадикинин, глута мат и т.д. Индуцируется Эндотоксинами (LPS, BCG) или цитокинами (IFN y,TNFa, IL-1)

Ответственна за EDRF-эффект в эндоте-лиальных клетках кровеносных сосудов, тромбоцитах Открыта в ЦНС, периферической нервной системе, астроцитах, скелетных мышцах Открыта в печени, легких, аорте, перитониальных макрофагах, гепатоцитах, остеокластах, NO-лимфоцитах, фиб-робластах, раковых клетках

Таким образом, различают нейрональную, эндотелиальную и N0-синтазу макрофагов, которые продуцируют N0. Данный фермент су-

ществует как в конститутивной, так и в индуцибельной формах. И является одним из наиболее регулируемых ферментов организма млекопитающих ввиду наличия большого числа кофакторов, а также механизмов регуляции на уровне транскрипции и посттранскрипции.

Исследования последнего десятилетия показали, что NO продуцируется в клетках млекопитающих (L.C.Green et. al., 1981; 1982) и играет ключевую роль в регуляции кровяного давления, нейротрансмиссии и клеточных защитных механизмах (S.Vadon-Le-Goff, 1997).

Так доказано, что в сердечно-сосудистой системе N0 через активацию гуанилатциклазы, что приводит к биосинтезу вторичного посредника cGMP. Наибольшая концентрация N0 обнаружена в сердце^ частности, в области аортального и легочного клапанов (S. Mesaros, 1997).

Обнаружено также, что N0 влияет на сократимость миокарда. Образование N0 в миокарде происходит достаточно быстро на физиологическую стимуляцию и при патологических изменениях.

N0 влияет на образование ферментов в миокарде, кальциевый гомеостаз, что приводило к изменению сократимости миокарда (A.Zahradnikovi, 1997). Физиологические последствия увеличения уровня cGMP в эндотелиальных клетках остаются неизвестными, так как до настоящего времени в этих клетках не обнаружено cGMP-зависимых протеинкиназ (K.Mackie, 1986; L.A.MacMillan, 1994), в отличие от гладкомышечных клеток, где cGMP-зависимые протеинкиназы активируют и модулируют активность белков, вовлечённых в Са2+-гомеостаз. Конечным результатом этого процесса является уменьшение количества Са2+, необходимого для сокращения (A.Hassid, 1986),что приводит к расслаблению клеток гладкой мускулатуры. В дополнении, было показано, что и экзогенный и эндогенный N0 акти-

вирует charybdotoxin (CTX)- чувствительные, кальций-зависимые калиевые каналы (К+Са) и индуцирует гиперполяризацию мембран в клетках гладкой мускулатуры сосудов (S.L.Archer et.al., 1994; V.M.Bolotina et.al, 1994).

В сердце NO проявляет не только вазодилататорные свойства. Было показано, что в различных препаратах сердечной мышцы NO из эндотелия, так же как и доноры N0 и аналоги cGMP увеличивают расслабление миокарда и снижают диастолическое давление (W.Q.Shen, 1994). Таким образом, множеством работ доказано, что N0 участвует в регуляции сосудистого тонуса: N0 регулирует расслабление гладкомышечных клеток, агрегацию тромбоцитов и кровяное давление (U.Walter, 1989).

В отношении нервной системы было показано, что NO является нейротрансмиссером как в центральной, так и в периферической ее части. Глутамат, основной возбуждающий нейротрансмиссер в головном мозге, помимо других своих эффектов, стимулирует продукцию cGMP. Глутамат-индуцированное образование cGMP преимущественно осуществляется в мозжечке (D.S.Bredt, S.H.Snyder, 1994). Bredt и Snyder постулировали и доказали что глутамат-стимулированная продукция cGMP в мозжечке опосредуется через продукцию N0 (D.S.Bredt, S.H.Snyder, 1989). Эти исследователи продемонстрировали, что глутамат и его аналоги повышали уровень cGMP и L-цитрулина, однако изменения уровня cGMP и L-цитрулина не происходило в условиях предварительной обработки компетентными ингибиторами NOS. Кроме того, ингибирование преодолевалось при добавлении L-аргинина, предшественника N0 (100). NOS I (нейрональ-ная) локализована в мозге, включая кору больших полушарий, гиппо-камп, мозжечок и ствол мозга (X.J.Egberongbe, 1994). Широкое рас-

пространение NOS I среди клеток с различной морфологией и функциями позволяет сделать вывод о том, что N0 играет важную роль как медиатор нервных функций.

N0 был также обнаружен в периферической нервной системе, где он участвует в сенсорной передаче (D.J.Duarte et.al., 1990) и служит трансмиссером и (или) модулятором в неадренергических, нехолинер-гических нервных окончаниях (M.J.Rand., 1992). Было показано, что N0 участвует в ингибиторной иннервации желудочно-кишечного тракта и может играть определённую роль в некоторых патофизиологических состояниях. N0, действуя как нейротрансмиссер, участвует в акте расслабления пищевода, нижнего сфинктера пищевода, привратника желудка и толстой кишки, изменяя активность ингибиторных мотонейронов, иннервирующих вышеперечисленные участки желудочно-кишечного тракта (J.I.Boeckxstaense et.al., 1993; D.E.Burleigh, 1992). Газообразный N0 ингибирует сокращение мышц и гиперполяризацию мембраны в изолированной кольцевой мышце толстой кишки (K.D.Keef et.al., 1993). Тем не менее, N0 не только медиатор ингибиторных мотонейронов желудочно-кишечного тракта. Отсюда можно думать, что некоторые эффекты нервной регуляции сокращения гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта связаны с N0.

В имунной системе N0 играет ключевую роль в модуляции иммунных ответов у млекопитающих. N0 высвобождается из макрофагов в ответ на воспаление и действует как защитный механизм против раковых клеток или инфекции. N0, продуцируемый NOS II (индуцибель-ной) в ответ на цитокины, ингибирует бактериальный рост и регулирует адгезию лейкоцитов. Макрофаги, активированные цитокинами и (или) эндотоксинами, высвобождают свободные радикалы во время "дыхательного взрыва". Эти радикалы вовлечены в цитотоксичность и

стаз клеток крови. Hibbs at al впервые продемонстрировал, что цито-токсичность мышиных макрофагов зависит от окисления L-аргинина (J.В.Hibbs et.al., 1988). Исследования нескольких групп показали, что N0 является интегральным медиатором цитотоксичности макрофагов (М.A.Marietta et.al., 1988). Stuehr и Nathan продемонстрировали, что именно N0, а не нитриты (N02") или нитраты (N03 ) ингибирует синтез ДНК раковых клеток и митохондриальное дыхание (J.Stuehr, 1992).

Таким образом, N0, высвобождаемое конститутивными изофор-мами NOS, участвует в NO-зависимых сигнальных путях, главным образом, в сердечно-сосудистой, нервной и иммунной системах.

1.4. N0 и адаптация к физическим нагрузкам.

Всю последовательность активации механизмов синтеза N0 и роль N0 на разных этапах формирования адаптации к физической нагрузке можно проиллюстрировать следующим образом. Увеличение скорости кровотока (напряжение сдвига) во время острой физической нагрузки приводит к активации эндотелиальной конститутивной изо-формы NO-синтазы (R.Busse, I.Fleming, 1995; C.L.OItman, 1995; W.Q.Shen, 1995). Увеличение продукции N0 вызывает расширение сосудов, которое особенно ярко выражено в сердце и работающих скелетных мышцах (D.Sun et.al., 1994; G.J.Dustingm, 1996). Это обеспечивает адекватное снабжение кислородом и субстратами главных органов, вовлеченных в срочную адаптивную реакцию на физическую нагрузку. При продолжающейся тренировке активация предшествующей NO-синтазы дополняется увеличением экспрессии ее гена (W.C.Sessa et.al., 1994; M.N.Laughlin, 1995). На этом этапе мощность NO-продуцирующих систем возрастает не только в органах, осущест-

вляющих срочную адаптацию, но и в других, например, в печени, почках, мозге (Е.Б.Манухина и др., 1996). Генерализованная активация синтеза N0, обеспеченная экспрессией гена NO-синтазы, отражает переход от срочного этапа адаптации к долговременному. Стойкое увеличение продукции N0 на этапе долговременной адаптации через NO-зависимые механизмы участвует в повышении устойчивости организма не только к физической нагрузке, но и к другим факторам, таким как стресс (Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988; E.B.Manukhina et.al., 1996), гипоксия, ишемия/реперфузия (J.Wang et. al., 1993), тромбоз (J.Wang et.al., 1995), индукторы воспаления (C.A.Conn et.al., 1995).

При изучении фундаментальных аспектов проблемы N0 при адаптации весьма перспективным является изучение NO-зависимых механизмов регуляции активности генетического аппарата в процессе формирования адаптации к физической нагрузке. Несмотря на то, что к настоящему времени получено много данных о влиянии доноров N0 на активность тех или иных генов, сведения о роли N0 в адаптивном изменении активности генов, кроме HSP70 практически отсутствуют. Так, в последнее время выяснилось, что N0 активирует синтез протекторных стресс-белков HSP70 (I.Y.Malyshev et.al., 1995, 1996), которые участвуют в ренатурации белков, поврежденных в результате стресса (У.R.B.Pelham, 1986), увеличивает активность антиоксидант-ных ферментов (K.Dobashi et.al., 1997), экспрессию кодирующих генов (J.Wang et.al., 1995) и стимулирует синтез простагландинов l2 и Е (M.Van Bilsen et.al., 1989). В настоящее время известно, что оксид азота (N0), участвует в регуляции внутриклеточной концентрации ионов Са2+ в организме млекопитающих (R.Andriantsitohaina, 1995; T.Minowa, 1997). В результате предупреждающего действия N0 на повышение внутриклеточной концентрации ионов кальция, могут огра-

ничиваться повреждающие эффекты кальция на сердце и сосуды. Особенно важно, что этот эффект реализуется при ингибировании Са2+АТФ-азы (G.V.Petkov, 1996), ситуации, характерной для стрессор-ного повреждения (F.Z.Meerson, 1981).

Система генерации N0, таким образом, может становится новой стресс-лимитирующей системой. Можно также думать, что NO-зависимая активация HSP70 и Са2+-АТФазы может составлять важный механизм антистрессорной защиты клеток.

Таким образом, из представленных в главе данных о физиологической роли N0 можно сделать два основных вывода.

1. При адаптации к факторам среды закономерно происходит увеличение продукции N0: первоначально за счет активации существующих NO-синтаз, а в дальнейшем - также за счет усиления экспрессии генов этого фермента.

2. N0, присутствуя практически во всех тканях и органах, активирует эндогенные системы защиты, и, в частности, синтез защитных стресс-белков HSP70, Са2+-АТФазы СПР участвующих в такой адаптации.

Характерной общей чертой клеточного ответа на повреждающие эффекты многих факторов среды является быстрый синтез так называемых белков теплового шока HSP70 и снижение продукции большинства других клеточных пептидов(8.\Л/.Сагрег et.al., 1987). Индуци-бельные HSP70 играют важную роль в формировании таких адаптивных реакций, как термотолерантность (S.Linguist, 1984), ранняя стадия компенсаторной гипертрофии миокарда (H.R.B.Pelham, 1986). ,

По данным последних исследований Gibbs и Blake et.al., при выбросе в кровь нескольких стресс-гормонов, включая адреналин, но-радреналин, адренокортикотропные гормоны и пролактин. активиру-

ется синтез HSP70. Такая стресс-индуцированная инициация синтеза белков теплового шока может быть связана через активацию Са2+-мобилизующих рецепторов (J.P.Naets, M.Wittek, 1969), активацию ß-адренорецепторов и последующим увеличением концентрации цАМФ и Са2+ в клетке, приводящим к активации соответствующих протеин-киназ.

При адаптации к физическим нагрузкам наиболее изучено накопление HSP70 в сердце. Так было показано, что при субмаксимальной нагрузке бегом на тредбане у крыс обнаружено увеличение синтеза HSP70 , которое сопровождалось улучшением функционального по-стишемического восстановления (M.Locke, 1995).Было показано, что повышение устойчивости сердца к ишемии и реперфузии в процессе адаптации развиваются на фоне накопления в сердечной мышце ци-топротекторных белков HSP70 (М.Г.Пшенникова, П.Ф.Продиус, В.А.Салтыкова, И.Ю.Малышев, 1998).

Таким образом, можно думать, что в основу успешного формирования адаптации к физическим нагрузкам вовлечен механизм активации защитных стресс-белков HSP70.

Доказано сочетанное изменение синтеза HSP70 и оксида азота N0. Так было показано, что липополисахариды (классические индукторы синтеза N0) активируют синтез HSP70 (D.S.Bredt, S.H.Snyder, 1994) Кроме того, как было сказано выше, в последнее время стало известным, что адаптация к физическим нагрузкам происходит на фоне повышенного содержания N0 в органах (Е.Б.Манухина, 1996).

Отсюда можно сделать вывод, что при адаптации к физическим нагрузкам, экспрессия и биосинтез защитных стресс-белков HSP70, вероятно, является NO-зависимой.

Тем не менее, остается открытым вопрос , каким образом универ-

сальная молекула NO может быть вовлечена в такой механизм.

Процесс мышечного сокращения, как и многие другие процессы жизнедеятельности, регулируются ионами Са2+. В настоящее время известно более трех десятков биологически активных веществ (гормонов, факторов роста, простагландинов, нейромедиаторов и т.д.), вызывающих повышение концентрации Са2+ в цитоплазме клеток. Адреналин, потенциирующий вход Са2+ в кардилмиоцитах через потен-циалуправляемые кальциевые каналы, взаимодействует с бета-адренергическими рецепторами (Н.Reuter, 1987).

Основной вклад в поддержание низкой концентрации цитоплазмати-ческого Са2+ вносят Са-АТФазы внутриклеточных мембран (гладкий и шероховатый эндоплазматический ретикулум, некоторые другие замкнутые внутриклеточные структуры) и плазматической мембраны клеток. Эндоплазматический ретикулум мышечных тканей (СПР) представляет собой замкнутую мембранную систему, пронизывающую саркоплазму рядом с миофибриллами. Вблизи плазмалеммы, образующей трансвер-зальные впячивания -трубочки - Т-системы - находятся терминальные цистерны СПР, а миофибриллы окружены продольными трубочками ретикулума. Терминальные цистерны содержат Са2+-каналы и обеспечивают быстрый выброс кальция из ретикулума (Э.Рэкер, 1979).

Потенциал действия, распространяющийся вдоль мышечного волокна, вызывает изменения электрического потенциала на трубочках , что приводит к выходу Са2+ из терминальных цистерн. Са2+ диффундирует внутрь миофибрилл и запускает мышечное сокращение. В фазе расслабления происходит его обратное поглощение ретикулумом (С.Franzini-Armstrong, 1980). Поглощение Са2+ идет против концентрационного градиента, требует энергетических затрат и присутствия Mg, АТФ и других фосфатных соединений, служащих источниками энергии и

сопровождается освобождением неорганического фосфата (^пеэ!, 1971). Время транспорта Са2+ внутрь ограничено несколькими секундами. Это происходит из-за резкого повышения внутренней концентрации кальция, который ингибирует дальнейший вход ионов и расщепление АТФ.

Перекисное окисление липидов также способствует выходу Са2+ из везикул СПР (Ю.В.Архипенко, 1983).

Механизм функционирования Са-АТФазы в настоящее время хорошо изучен и описан (А.А.Болдырев, 1977; А.Ма|1опо51, 1984; и.1пез1, 1985 и др.). Транспорт Са2+ начинается со связывания субстратов с цитоплазматической стороны мембраны. После связывания Са2+ фермент фосфолирируется. Са2+-АТФаза активируется очень низкими концентрациями кальция - ниже 10"7 М, и создает 1000-кратный градиент кальция на мембране СПР.

В пределах одного организма существует несколько изоформ Са-АТФазы с отличающимися кинетическими характеристиками, а также особенностями регуляции. АТФ-зависимые Са-насосы представляют собой семейство белков, похожих по структуре и свойствам и названных Са-АТФазами СПР и эндоплазматического ретикулума (БЕРСА). Семейство белков ЭЕИСА кодируется тремя различными генами. БЕРСА1 экспрессируется только в быстрых скелетных волокнах. мРНКзерса может быть "а" и "б" типов, функциональных различий между которыми пока не выявлено. Разные типы мРНК кодируют белки, отличающиеся по карбоксильной концевой последовательности. ЭЕРСА2 клонируется в неонатальный период, а потом экспрессируется в медленных мышечных волокнах и миокарде на всех стадиях онтогенеза. БЕКСАЗ гомологичен на 75% с ЭЕРСА1 и 8ЕРСА2, немышечная форма, имеет значительные

отличия по связыванию Са2+(С.J.Brandi, 1986; J.Lytton, 1992).

NO является сигнальной молекулой, регуляторные возможности которой значительно увеличиваются за счет взаимодействия с внутриклеточными сигнальными системами и прежде всего с системой транспорта Са2+. Через взаимодействие N0 с системой транспорта Са2+ обеспечивается регуляция сосудистого тонуса, передача нервного сигнала, активация макрофагов и т.д.. В основе такого взаимодействия лежат предсуществующие механизмы, такие как: N0-зависимая активация гуанилатциклазы (D.S.Bredt, S.H.Snyder, 1994), нитрозилирование Са-АТФазы саркоплазматического ретикулума (SERCA) (R.I.Viner et.al., 1996), Са2+-зависимая активация конститутивной NO-синтазы (cNOS)( D.S.Bredt, S.H.Snyder, 1994) и др. Эти механизмы реализуются в течение нескольких миллисекунд и не затрагивают генетический аппарат. Кроме того, синтез N0 может контролироваться кальцием на транскрипционном уровне. Так например, установлено, что снижение внутриклеточной концентрации Са2+ ограничивает активацию генов индуцибельной NO-синтазы (¡NOS) в макрофагах (Y.C.Park et.al., 1996), а повышение концентрации Са2+, напротив приводит к увеличению экспрессии генов ¡NOS (Y.C.Park et.al., 1996) и cNOS (W.C.Sessa et.al., 1994).

Таким образом, SERCA является одним из ферментов, препятствующих развитию Са2+-перегрузки в клетке. Поэтому не исключено, что NO-зависимая регуляция генов SERCA может играть роль в предупреждении Са2+-перегрузки при действии повреждающих факторов острой физической нагрузки.

Заключение диссертации по теме «Патологическая физиология», Аймашева, Надежда Петровна

ВЫВОДЫ

1. Острая физическая нагрузка с водной иммерсией приводит к существенному падению продукции N0 в органах крыс.

2. В процессе адаптации к физической нагрузке происходит органоспецифическое изменение продукции N0: в печени на первый день адаптации продукция N0 падает в 2 раза, а после третьего дня становиться выше исходной в 2 раза; в мозге изменений продукции N0 не происходит.

3. Адаптация к физическим нагрузкам ограничивает падение продукции N0, индуцированное острой физической нагрузкой.

4. Однократное введение донора N0 (ДНКЖ) увеличило продолжительность плавания в 1.5 раза, а ингибитора 140-синтазы (1-ЫЫА) - снизило этот показатель в 1.5 раза по сравнению с контролем. Это указывает на важную роль N0 в механизмах, отвечающих за устойчивость организма к острой физической нагрузке.

5. Курсовое введение ДНКЖ повышает в 2 раза устойчивость неадаптированных крыс к острой физической нагрузке и усиливает в 1.6 раза прямой эффект адаптации к физической нагрузке. Курсовое введение 1-ЫЫА полностью предупреждает развитие адаптации. Эти данные доказывают, что N0 вовлечен в формирование прямого защитного эффекта адаптации к физическим нагрузкам.

6. Курсовое введение ДНКЖ в 2 раза повышает устойчивость животных к острой гипоксии и к стресс-индуцированному язвообразованию и усиливает в 2.5-3 раза перекрестные антигипоксический и антистрессорный эффекты адаптации к физической нагрузке. Курсовое введение 1-ЫЫА полностью предупреждает развитие этих перекрестных эффектов. Это доказывает участие N0 в механизмах перекрестных защитных эффектов адаптации к физическим нагрузкам.

7. Ь-ЫМА ограничивает накопление Н8Р70 в скелетных мышцах при адаптации к физической нагрузке. Эти данные свидетельствуют о МО-зависимом характере активации НЭР70 при адаптации к физической нагрузке.

8. ДНКЖ приводит к транзиторному увеличению экспрессии гена Са2+-АТФазы СПР скелетных мышц. Это позволяет предположить, что один из ЫО-зависимых механизмов адаптационной защиты организма реализуется через систему транспорта кальция.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Аймашева, Надежда Петровна, 1999 год

Список литературы

1. Авдонин П.В., Меньшиков М.Ю., Орлов С.Н. Механизм увеличения концентрации Са2+ в цитоплазме тромбоцитов при действии фактора агрегации.// Биохимия. - 1985.-Т.50.-С.220-223

2. Архипенко Ю.В., Газдаров А.К., Каган В.Е., Козлов Ю.П., Спиричев В.Б. Перекисное окисление липидов и нарушение транспорта Са2+ через мембраны саркоплазматического ретикулума при Е-авитаминозе.// Биохимия. - 1976.-Т.41.-№10.-С.1898-1902

3. Блэер С.Н. Физическая подготовленность и смертность. Практическое значение для здоровья в биохимии спорта.// Материалы международного симпозиума (18-20 июня). Ленинград.: НИИИФФ.- 1989.-С.47.

4. Болдырев A.A. Биохимические аспекты электромеханического напряжения. М.: МГУ. - 1977.-208С.

5. Бондаренко Н. А. Изучение стресс-протективного действия психотропных средств и нейропептидов в зависимости от индивидуальной реактивности животных.// Автореф. - М. - 1982. -22С.

6. Вельдман A.B., Козловская М.Н., Медведев О.С. Фармакологическая регуляция эмоционального стресса. М.: Медицина. - 1976,- 360 С.

7. Виру A.A., Крыге П.К. Гормоны и спортивная деятельность. М.: ФиС. - 1983.- 159С.

8. Голиков С.Н., Долго-Сабуров В.Б., Елаев Н.Р., Кулешов В.И. М.: Медицина.- 1985.-224С.

9. Гублер Е. В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. - М. Медицина. - 1978. - 120С.

10. Добромыслова О.П., Орлов P.C., Пивоварова Г.М. Адренергические влияния на функцию мышечных рецепторов.// Центральные и перферические механизмы вегетативной нервной системы. Ереван. - 1980,- С.72-75

11. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. М.: Мир.- 1991,-466С.

12. Зенина Т.А., Голубева Л.Ю., Салтыкова В.А., Манухина Е.Б., Микоян В.Д., Кубрина Л.Н., Ванин А.Ф., Малышев И.Ю. NO-зависимые механизмы адаптации к гипоксии.// Известия АН. Серия биологическая. - 1998.-№4.-С.506-512

13. Зимкин Н.В. Физиологическая характеристика особенностей адаптации двигательного аппарата к разным видам деятельности.// Физиологические проблемы адаптации.Тарту.- 1984.-С.73-76

14. Иванов К.П., Румянцев Г.Г., Морозов Г.Б. Об эффективности терморегуляторных реакции при охлаждении организма.// Физиол.Ж. - 1992.-№10.-120 С.

15. Лапухова В.В. Физиологические основы тренировки. Томск.: Издательство Томского университета. - 1982.-64С.

16. Малышев И.Ю., Манухина Е.Б. Стресс, адаптация и оксид азота.// Биохимия. -1998,- №7.-т.63.-вып. 7.-С. 992-1006

17. Манухина Е.Б., Лапшин A.B., Машина С.Ю., Меерсон Ф.З., Микоян В.Д., Кубрина Л.Н., Ванин А.Ф. Функциональное состояние эндотелия и продукция окиси азота в организме крыс, адаптированных к периодической гипоксии.// Бюл. эксперим. биол. и мед.- 1995,- №11,- С. 495-498

18. Меерсон Ф.З. Адаптация к стрессорным ситуациям и стресс-лимитирующие системы организма // Руководство по физиологии адаптационных процессов. М. : Наука,- 1986,- 640 С.

19. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М.: Наука.-1981.-260 С.

20. Меерсон Ф.З., Архипенко Ю.В., Рожицкая И.И., Каган В.Е. Повреждение Са2+-транспортирующей системы саркоплазматического ретикулума сердца при эмоционально-болевом стрессе.// Бюл. эксперим. биол. и мед.- 1981,- № 4,- С. 405.

21. Меерсон Ф.З. Защитные эффекты адаптации и некоторые перспективы развития адаптационной медицины. // Успехи физиол. наук,- 1991.- Т. 22. № 2,- С. 52-89

22. Меерсон Ф.З., Коган В.Е., Берснева З.В. Влияние антиоксиданта на выносливость тренированных и нетренированных к физической нагрузке людей.//Теор. и практ. Физкультуры,- 1983.-№8.-С.14-17

23. Меерсон Ф.З. Концепция долговременной адаптации. М.: «Дело». - 1993,- 136 С.

24. Меерсон Ф.З., Малышев И.Ю. Феномен адаптационной стабилизации структур и защита сердца.// М.: Наука.-1993. - 260 С.

25. Меерсон Ф.З. Общий механизм адаптации и профилактики. М.: Наука,- 1981,-278С.

26. Меерсон Ф.З. Патогенез и предупреждение стрессорных и ишемических повреждений сердца. М.: Медицина.- 1984.- 269 С.Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г.// В кн: Адаптация к стрессовым ситуациям и физически нагрузкам.-М.: Медицина. -1988.-253 С

27. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., Краузе Е.Г. и др. Влияние адаптации к высотной гипоксии на адренореактивность сердца и состояние его аденилатциклазной системы.// Физиол. журн. СССР,-1976,- Т. 65,- №5,- С. 727-732

28. Миронова З.С., Миркулова Р.И. Перенапряжения опорно-двигательного аппарата у спортсменов. М.: ФиС.- 1982,- 95 С.

29. Охотин В.Е., Куприянов ВВ.// Морфология. 1996. Т.110, №4. С. 17-22.

30. Панин Л.Е., Соколов В.П. Психосоматические взаимоотношения при хроническом эмоциональном напряжении. Новосибирск.: Наука.

- 1982.-177 С.

31. Пшенникова М.Г. Сродство и различия адаптации к гипоксии и адаптации к физическим нагрузкам и их защитных эффекто.// Hypoxia Medical J. - 1994.-№3.- P.3-11

32. Пшенникова М.Г., Продиус П.Ф., Салтыкова В.А., Малышев И.Ю. Блокада синтеза белков теплового шока предотвращает формирование кардиопротекторного эффекта адаптациик физической нагрузке.// Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1998.-№9,-С.299-301

33. Пшенникова М.Г., Хаспеков Г.Л., Татаренко А.О., Малышев И.Ю., Бибилашвили Р.Ш. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1998. - в печати.

34. Пшенникова М.Г. Клеточные механизмы инотропного действия симпатоадрениловой системы на сердце.//Успехи физиол.наук. -1979.-№2.-С. 122-139

35. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Охотин В.Е., Косицын Н.С. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих. М.: Наука. - 1998. - 156 С.

36. Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы: новые взгляды. М.: Мир.

- 1979.-216 С.

37. Рябов Г. А. Гипоксия критических состояний. М. : Медицина.-1989.-287 С.

38. Сазонтова Т.Г., Архипенко Ю.В., Меерсон Ф.З.Увеличение активности антиоксидантных ферментов сердца при адаптации крыс к кратковременным стрессорным воздействиям.// Бюл. эксперим. биол. и мед.- 1987 .- № 10.-С.422-413

39. Сакс В.А., Конорев Е.А., Григорянц Е.А., Беленков Ю.Н. Биохимия нормального и ишимизированного кардиомиоцита: современное состояние исследований.// Кардиология. - 1992.-№3,-С.82-90

40. Салин К., Броберг С. Влияние интенсивности физических упражнений и метаболического стресса на метаболизм адениловых нуклеотидов в скелетных мышцах человека.// Материалы международного симпозиума (18-20 июня). Ленинград.: НИИИФФ. -1989.- С.56-57

41. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. // М. - Медицина. -1960.

42. Стабровский E.H., Коровин К.Ф. Катехоламины в тканях крыс и их обмен при охлаждении.// Физиол.Ж.СССР. - 1977.-Т.58.-№4.-С.414-417

43. Урбах В. Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях.// М. - Медицина. - 1975. - 296 С.

44. Фомин H.A., Вавилов Ю.Н. Физиологические основы двигательной активности. М.: ФиС. - 1991,- 224С.

45. Фомин H.A., Филин В.П. На пути к спортивному мастерству . Адаптация юных спортсменов к физическим нагрузкам. М.:ФиС,-1986.-159 С.

46. Хачачка П, Сомеро Дж.//Биохимическая адаптация. М.: Мир,-1988,-555С.

47. Чайковский B.C., Астратенкова И.В. Скорость оборота спецефических белков скелетных мышц во время физических нагрузок.//Материалы международного симпозиума (18-20 июня). Ленинград.: НИИИФФ. - 1989,- С.54-55

48. Чинкин A.C. Двигательная активность и сердце. Казань.: Из дательство Казанского университета. -1995.- 195 С.

49. Шехвацбая И.К. и др.// Кардиология.-1975.^3,- С.54-59

50. Яковлев Н.Н, Александрова Г.В., Батунер Л.С. Межрганные метаболические корреляции при мышечной деятельности и утомлении.//Физиол.журн.СССР. - 1978.-№11.-С. 1655-16666

51. Яковлев Н.Н. Биохимические особенности скелетной мускулатуры.// Экологическая физиология животных. Руководство по физиологии. Л. - 1981,- Ч.2.-С.300-340

52. Abel E.L. Physiological correlates of the forced swim test in rats.// Physiol Behav. - 1993. - Vol.54.- N2. - P.309-317

53. Addicks K., Bloch W., Feelisch M. Nitric oxide modulates sympathetic neurotransmission at the prejunctional level.// Microscopy Research and Technique. - 1994. - Vol. 29. - P. 161-168

54. Alessio H.M., Goldfarb A.H.// J. Appl.Phisiol. -1988.-№64.-P.1333-1336

55. Andersen P. Capillary density in skeletal muscle of man.// Acta Physiol.Scand.-1975.-Vol. 95.-P.203-205

56. Andriantsitohaina R., Lagaud G. J., Andre A., Muller В., Stoclet J. C. Effects of cGMP on calcium handling in ATP-stimulates rat resistance arteries.//Am. J. Physiol. - 1995 . - Vol. 268. - P. H1223-H1231

57. Archer S. L., Huang JMC.,Hampl V., Nelson D. P., Shultz P. J., Weir E. K. Nitric oxide and cGMP cause vasorelaxation by activation of a charybdotoxin-sensitive K-channel by cGMP-dependent protein kinase.// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1994. - Vol. 91. - P. 7583-7587

58. Baldwin K., Winder W., Holloszy J. Adaptation of actomyosin ATPase in different types of muscle to endurance exercise.// Amer.J.Physiol.-1975.-V.229.-P.833-840

59. Boeckxstaense J. I., Pelckmans P. A., Herman A. G., Van Maercke Y. M. Involvement of nitric oxide in the inhibitory innervation of the

human isolated colon.// Gastroenterology. - 1993. - Vol. 104. - P. 690697

60. Bolotina V. M., Najibi S., Palacino J. J., Pagano P. J., Cohen R. A. Nitric oxide directly activates calcium-dependent potassium channels in vascular smooth muscle.// Nature. - 1994. Vol. 368. - P. 850-853

61. Boveris A., Chance B. The mitochondrial generation of hydrogen peroxide. General properties and effect of hyperbasic oxygen.// Biochem. J.-1973.- V.134.-P.509-519

62. Boughton-Smith N. K., Hutcheson I., Deakin A. M., Whittle B. J.R., Moncada S. Protective effect of S-nitroso-N-acetyl-pentatiamine in endotoxin-induced acute intestinal damage in the rat.// Eur. J. Pharmacol. - 1990. - Vol.191. - P. 485-488

63. Bowman W., Nott M. Actionsof sympathomimetic amines and their antagonists on skeletal muscle.// Pharmacol.Rev.-1969.-V.21.-P.27-72

64. Brandl C.J., Green N.M., Korczak B., MacLennan D.H. Two Ca2+-ATPase genes: homologies and mechanistic implications of deduced amino acid sequences.// Cell.-1986.-V.44.N.4.-P.597-607

65. Bredt D.S., Snider S.H. Nitric oxide : a physiologic messenger molecule. //Annu. Rev. Biochem.-1994.-Vol. 63.-P. 175-195

66. Bredt D.S. Snuder S.H. Nitric oxide mediates glutamate-lined enhancement of cGMP levels in the cerebellum.// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1989. - Vol. 86. - P. 9030-9033

67. Bruner C.A., Vargas I. The activity of rats in a swimming situation as a function of water temperature.// Physiol Behav. - 1994,- Vol.55.-N1.-P.21-28

68. Burd S.K., Bode A.K., Klug G.K. Effects of exercise of varying duration on sarcoplasmic reticulum function.// J.Appl.Physiol.-1989.-V.66. N3.-P. 1383-1389

69. Burleigh D. E. Nitric oxide-nitro-L-arginin reduces nonadrenergic, noncholinergic relaxations in human gut.// Gastroenterology. - 1992 . -Vol.102.-P. 679-683

70. Busse R., Fleming I. Regulation and Functional Consequences of Endothelial Nitric Oxide Formation.// Annals of Medicine. - 1995. - Vol. 27. - P. 331-340

71. Busse R., Mulsch A., Fleming I., Hecker M. Mechanism of nitric oxide release from the vascular endothelium.// Circulation. - 1993. - Vol. 87. -P. V18-V25

72. Calza L., Giardino L., Ceccatelli S. NOS mRNA in the paraventricular nucleus of young and old rats after immobilization stress.// Neuroreport. - 1993.-Vol. 4.-P. 627-630

73. Carlson K., Marker J.C., Arnall D. Epinephrine is unessential for stimulation of Itver glycogenolysis during exercise.// J.Appl.Physiol.-1985.-V.58,N2.-P.544-548

74. Carper S.W., Duffy J.J., Gerner E.W. Heat - shock proteins in thermotolerance and other cellular processes// Cancer Res.-1987.- Vol. 47,- P. 5249 - 5255

75. Catelli M.G. Binart N., Jung-Testas I. er all. The common 90kDa protein component of non-transformed "8S" steroid receptors is a heat schock protein.// Europ. Mol. Biol. Organ. J.-1985.- Vol. 4,- P. 3131 -3135

76. Chen H., Li H., Chen C.// Circulation. - 1994.-Vol.90.-P.970-975.

77. Chirico W.J., Waters M.G., Blobel G. 70 kDa heat shock related proteins stimulate protein translocation into microsome.// Nature.-1988.-Vol. 332,- P. 805-810

78. Conn C.A. Kozak W.E., Tooten P.C., Gruys E., Borer K.T., Kluger M.J.//J.Appl.Phisiol. - 1995.-№78.-P.466-477

79. Craig E.A. The heat shock response.// CRC Crit. Rev. Biochem.-1985,-Vol. 18. P.-239-280

80. Craig E.A., Jacobsen K. Mutations in cognate genes of Sachoromyces cerevisiae hsp70 result in reduced growth rates at low temperatures.// Mol. and Cell. Biol.-1985,- Vol.5.- P.3517 - 3524

81. Cordova A Gimenez M Escanero JF Effect of swimming to exhaustion, at low temperatures, on serum Zn, Cu, Mg and Ca in rats.// Physiol Behav.- 1990,-Vol. 48.-N5.-P.595-598

82. Davies K.J.A., Packer L., Brooks G. Biochemical adaptation of mitochondria, muscle and whole-animal respiration to endurance training.//Arch.Biochem.-1981.-V.209.- N2.-P.539-554

83. DeGroot L.J., Nakai A., Sakurai A., Macchia E. The molecular basis of thyroid hormone action.//J.Endocrinol.Invest.-1989.-V.12.-P.843-861

84. Dietz N.M., Rivera J.M.// J.Phisiol. - 1994.-Vol.480.-P.361-368

85. Dillard C., Litov R., Savin W. Effects of exercise, vitamin E and ozone on pulmonary function and lipid peroxidation.//J.Appl.Physiol.-1978.-V.45,N6.-P.927-932.

86. Dobashi K., Pahan K.,Chahal A.,Singh I.// J.Neurochem.- 1997,-Vol.68.-P. 1806-1903

87. Duarte D.J., Lorenzetti B.B., Ferreira S. H. Acetylcholine induced peripheral analgesia by the release of nitric oxide. In: Moncada S. Higgs E. A., eds. Nitric oxide from L-arginine: A bioregulatory system: proceedings of the Symposium on Biological Importance of Nitric Oxide, London, September 14-15, 1989. Amsterdam: Excerpta Medica. - 1990. -P. 165-170

88. Dudler R., Travers A. Upstream elements necessary for optimal function of the hsp 70 promoter in transformed flies.// Cell. - 1984,-Vol.38.-P.392-398

89. Dustingm G.J. In Myocardial Ishemia: Mechanisms, Reperfusion? Pronection (Karmazyn, M., eds)// Birkhauser Verlag.-Basel. - 1996.-P. 33-55

90. Egberongbe X. J. Gentleman S. M., Falkai P., Bogerts B., Polak J. M., Roberts G. W. The distribution of nitric oxide synthase immunoreactivity in the human brain.// Neuroscience. - 1994. - Vol. 59. -P. 561-578

91. Eving I.F., Raju V.C., Maines M.D. Induction of heart heme oxygenase-1 (HSP32) by hypertermia: possible role in stress-mediated elevation of cyclic S^-guanosine monophosphate.// J. Pharmacol. Exp. Ther.-1994. Vol. 271(1).- P. 408-414

92. Green L.C., De Luzuriaga K.R., Wagner D.A., Rand W. et al. Nitrate biosynthesis in man.11 Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1981.-Vol. 78,- P. 7764-7768

93. FernSndez B., Antelo M.T., Guaza C., Alberti I., Pinillos M.L.Viveros MP Naltrindole administration during the preweanling period and manipulation affect adrenocortical reactivity in young rats.// Brain Res Dev Brain Res.- 1999 .-Vol. 112.-N1.-P.135-137

94. Franzini-Armstrong C. Structure of sarcoplasmic reticulum.// Fed. Proc.-1980.-V.39.-P.2403-2409

95. Goldspink G. Mechanics and energetics of muscle in animals of different sizes, with particular reference to the muscle fibre composition of vertebrate muscle.// In: Scale Effects in Animal Locomotion.-1977.-N.Y., Academic Press.-P.37-55

96. Goodson A. R., Leibold J. M., Gutterman D. D. Inhibition of nitric oxide synthesis augments centrally induced sympathetic coronary vasoconstriction in cats.// Am. J. Physiol. - 1994. - Vol. 36. - P. H1272-H1278

97. Green L.C., Tannenbaum S.R. and Goldman P. Nitrate synthesis and reduction in the germ-free and conventional rat.// Science.-1981.- Vol. 212,-P. 56-58

98. Haier R., Quaid K., Mills J. Naloxone alters pain perseption after jogging.// Psychiat.Res.-1981.-V.5.-P.231-232

99. Harri M.N. Alprenolol fails to antagonize the metabolic changes following repeated thyroxine injections in the rat.// Acta Physiol Scand.- 1978.-Vol. 103.-N1.-P.52-58

100. Hartmann A., Plapetr U., Raddatz K., Speit G.// Mutagenesis.-1994.-№9.-P.269-272

101. Hassid A. Atriopeptin II decreases cytosolic free Ca2+ in cultured vascular smooth muscle cells.// Amer.J.Physiol.-1986.-V.251.-P.C681-C686

102. Henry Y. A., Ducastel., Guissani A. Nitric Oxide Research from Chemistry to Biology. EPR Spectroscopy of Nitrosylated Compounds., ed. by Henry Y. A., Ducastel., Guissani A. - 1997. - R. G. Landes Company

103. Hibbs J.B.,Taintor R.R., Vavrin Z. Macrophage cytotoxicity : role for L-arginine deiminase and imino nitrogen oxidation to nitrite.// Science.-1987,-Vol. 235,-P. 473-476

104. Hibbs J.B., Taintor R.R., Vavrin Z., Rachlin E.M. Nitric oxide: a cytotoxic activated macrophage effector molecule.// Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1988. - Vol. 157. - P. 87

105. Hiral T., Visnesski M.,Kearns K., Zelis R., Musch T.// J.Appl.Phisiol. -1994.-Vol.77.-P. 1288-1293

106. Hirata K. Blood flow to brown adipose tissue and norepinephrine-induced calorigenesis in physically trained rats.Hiroshi Itoh, Tetsuo

Ohkuwa, Takako Yamamoto, Yuzo Sato, Miharu Miyamura, and Makoto Naoi. Effects off endurance physical training on hydroxyl radical generation in rat tissues.// Life Sciences.- 1998.-Vol.63.-№21.-P.1921-1929

107. Hochachka P., Dressendorfer R.// Europ. J. appl. Physiol.- 1976.-Vol.35.- P.235-242

108. Hochachka P., Mommsen T.P. Protons and anaerobiosis.// Science.-

1983.-V.219.-P. 1391-1397

109. Holloszy J.O., Booth F.W. Biochemical adaptations to endurance exercise in muscle.//Ann.Rev.Physiol.-1976.-V.38.-P.191-292

110. Horowitz M., Parnes S., Hasin Y. Mechanical and metabolic performance of the rat heart: effects of combined stress of heat acclimation and swimming training.// J. Basic Clin Physiol Pharmacol.-1993.-Vol. 4.-N1-2.-P.139-156

111. Howlett T., Tomlin S. Realease of b-endorfin and metenkephalin during exercise in normal women-response to training.// Brit.med.J.-

1984,- V.288.-P. 1950-1952

112. Ignarro L. J., Buga G. M., Byrns R. E., Wood K. S., Chaudhuri G. Endothelium-derived relaxing factor and nitric oxide possess identical pharmacologic properties as relaxants of bovine arterial and venous smooth muscle. // J. Pharm. Exp. Ther. - 1998. - Vol. 246. - P. 218-226

113. Ignarro L. J., Buga G. M., Wood K., Byrus R. S., Chaudhuri G. Endothelium-derived relaxing factor produced and released from artery and vein is nitric oxide. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1987. - Vol. 84. -P. 9265-9269

114. Ignarro I. J. Endothelium-derived nitric oxide: actions and properties.// The FASEB J. - 1989. - Vol. 3. - P. 31-36

115. Ignarro I. J. Heme-dependent activation of guanylate cyclase by nitric oxide: a novel signal transduction mechanism. // Blood Vessels. - 1991. - Vol. 28 - P. 67-73

116. Ignarro L. J. Nitric oxide. A Novel Signal Transduction Mechanism for Transcellular Communication. // Hypertension. - 1990. - Vol. 16. - № 5. -P. 477-483

117. Inesi G. Mechanism calcium transport.// Ann.Rev.Phisiol.- 1985,-Vol.47.-P.573-601; V.267.N.20.-P. 14483-14489

118. Jaeckle R.S., Dilsaver S.C., Hoh J., Peck J.A. Arecoline-associated changes in open-field behavior following swim stress in the rat. A possible relationship to water temperature.// Pharmacol Biochem Behav.- 1991.-Vol.40.-N4,- P.763-766

119. Jansakui C.// Br.J.Pharmacol. - 1995.-Vol.115.-P.587-594

120. Jenkins R., Martin D., Goldberg E. Lipid peroxidation in skeletal muscle during atrophy and acute exercise.// Med.Sci.Sports Exerc.-1983.-V. 15, N2.-P.92-94

121. Ji L.L., Fu R. Responses of glutathione system and antioxidant enzymes to exhaustive exercise and hydroperoxide.// J. Appl. Physiol.-1992b.-V. 72.N.2.-P.549-554

122. Ji L.L., Stratman F.W., Lardy H.A. Antioxidant enzyme response to selenium deficiency in rat myocardium.// J.Am.Cell.Nutr.-1992a.-V.11.N.1.-P.79-86

123. Kader A., Frazzini V., Baker C., Solomon R., Trifiletti R.// Neurosurgery. - 1994.-Vol.35.-P.272-277

124. Kanner J., Harel S., Granit R. Nitric oxide as an antioxidant.// Arch. Biochem. Biophys. -1991. - Vol. 219. - P. 130-136

125. Kanter M.M. Effect of exercise training on antioxidant enzymes and cardiotoxity of doxorubicin.// J.Appl.Phisiol. - 1985.-Vol.59.-№4.-P.1298-1303

126. Keef K. D., Du C., Ward S. M., Megregor B., Sanders K. M. Enteric inhibitory neural regulation of the human colonic circular muscle: role of nitric oxide.//Gastroenterology. - 1993. - Vol. 105. - P. 1009-1016

127. Kitagawa H., Takeda F., Kohel H. Effect of endothelium-derived relaxing factor on the gastric lesions induced by HCI in rats.11 J. Pharmacol. Exp. Ther. - 1990. - Vol. 253. - P. 1133-1137

128. Koller A., Huang A., Sun D., Kaleu G.// Circ. Res. - 1995.-Vol.76.-P.544-550

129. Kucharska J., Seit L., Miklovicova E., Herychova I., Krostak J.,Badova T., Gvozdjakova A.// Phisiol.Res. - 1992.-Vol.41.-Suppl.-P.19.

130. Kuroshima A., Nagashima T., Oyinata H.// in TV World Cogress of Adaptive Medicine. Abstracts. Postgraduate Institute of Medical Education.- 1995.-Chandigarh.-lndia.-P.113.

131. Laemmli U.K. Cleavage of the structural protein during the assembly of the head of the bacteriophage T4.// Nature.-1970.- Vol.227.- P. 680686

132. Langfort J. Effect of endurance and sprint exercise on the sensitiviti of glucose metadolism to insulin in the epitrochlearis muscle of sedentary and training rats// Eur.J.Appl.Phisiol. - 1991.-Vol.62.-№2.-P.145-150

133. Laughlin M.N.//Med. Sci. Sport. Exer. - 1995.-№27.-P.1135-1134

134. Lawler J.A., Powers S.K., VisserT., Van-Dijk H., Kordus M.J., Ji L.L. Acute exercise and skeletal muscle antioxidant and metabolic enzymes:

effect of fiber type and age.// Am.J.Physiol.-1993.-V.263.N6Pt2.-P.R1344-R1350

135. Linguist S. Heat shock a comparison of Drosophila and yeast.// J. Embryol. and Exp. Morphol.-1984.- Vol. 83,- P. 147 - 161

136. Linguist S. The heat shock response.// Annu. Rev. Biochem.-1986.-Vol. 55.-P. 1151-1191

137. Locke M., Noble E. et al. Activation of the heat shock transcription factor in the rat heart following heat shock and exercise.// Amer. J. Physiol.-1995,- Vol. 266,-P. 1387

138. Lopez-Belmonte , Whittle B. J. R., Moncada S. The actions of nitric oxide donors in the prevention or induction of injury to the rat gastric mucosa.// Br. J. Pharmacol. - 1993. - Vol. 108. - P. 73-78

139. Lytton J., Westlin M., Burk S.E., Sheell G.E., MacLennan D.H. Functional comparisons between isoforms of the sarcoplasmic or endoplasmic reticulum family of calcium pump.// J.Biol.Chem.-1992.-

140. MacHaughton W. K., Cirino G., Wallace J. L. Endothelium-derived relaxing factor (nitric oxide) has protective actions in the stomach.// Life Sci. - 1989. - Vol. 45. - P. 1869-1876

141. Mackie K., Lai Y., Nairn A. C., Greengard P., Pitt B. R., Lazo J. S. Protein phosphorylation in cultured endothelial cells.// J. Cell. Physiol. -1986. - Vol. 128,-P. 367-374

142. MacMillan-Crow L. A., Murphy-Ullrich J. E., Lincoln T. M. Identification and possible location of cGMP-dependent protein kinase in bovine aortic endothelial cells.// Biochem. Biophys. Res. Commun. -1994.-Vol. 201.-P. 531-537

143. Malgaroli A. Dopamine inhibits cytosolic Ca2+ increases in rat lactotroph cells: evidence of a dual mechanism of action.// J.Biol.Chem.-1987.-V.262.-P. 13920-13926.

144. Malyshev I.Yu., Malugin A.V., Manukhina E.B. et al. Is HSP70 involved in nitric oxide-induced protection of the heart?// Physiol. Res.-1996.= Vol.45.-P.267-272

145. Malyshev I.Yu., Manukhina E.B., Mikoyan V.D., Kubrina L.N., Vanin A.F. . Nitric oxide is involved in heat-induced HSP70 accumulation.// FEBS Lett.- 1995. -Vol.370. -P. 159-162

146. Manukhina et.al. E.B., Lapshin A.V., Meerson F.Z.// Phisiol. Res. -1996.-№45.-P.261 -266

147. Maniatis T., Fritsch E.F., Sambrook J.. Methods of Molecular Cloning eds.CSHL- 1989.

148. Marietta M. A., Yoon P. S., Iyengar R. et al. Macrophage oxidation of L-arginin to nitrite and nitrate: Nitric Oxide is an intermediate.// Biochemistry. - 1988. - Vol. 27. - P. 8706-8711

149. Martonosi A. Mechanism of Ca2+-release from sarcoplasmic reticulum of sceletal muscle.// Phisiol.Rev.- 1984.-V.64.-P. 1240-1320

150. McDonald R., Hegenauer J., Sucec A., Saltman P. Effects of iron deficiency and exercise on myoglobin in rats.// Eur.J.Appl.Physiol.-1984.-V.52.-P.414-419

151. McGilvery R.W.// The use of fuels for muscular work. In.Metaboiic Adaptation to Prolonged Physical Exercise.-1975.-Basel, Birkhauser Verlag.-P.12-30

152. Meerson F. Z., Arkhipenko Yu. V., Rozhitskaya I. I., Kagan V. E. Disturbance of sarcoplasmic reticulum Ca2+-transport system of the

heart in emotional painfull stress (in Russian).// Bull. Exp. Biol. Med. -1981. - Vol. 9. - P. 281-283

153. Mesaros S.,Jrunfeld S. Distribution of NO in cardiavascular system.// Phisiol.Res.- 1997.-Vol.46.-№12.-P.243-249

154. Minowa T., Miwa S., Kobayashi S., Enoki T., Zhang X. F., Komuro T., Iwamuro Y., Masaki T. Inhibitory effect of nitrovasodilators and cyclic GMP on ET-1-activated Ca2+-permeable nonselective cation channel in rat aortic smooth muscle cells.// Br. J. Pharmacol. - 1997. - Vol. 120. - P. 1536-1544

155. Mittal C. K. Nitric oxide synthase: involvement of oxygen radicals in conversion of L-arginin to nitric oxide.// Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1993.-Vol. 193.-P. 126-132

156. Moncada S. Nitric oxide.//J. Hypertension.-1994.- Vol. 12.-Suppl.10,-P. 35-40

157. Motto I a M.F., Fitzgerald H.M., Wilson N.C., Taylor A.W. Effect of water temperature on exercise-induced maternal gyperthermia on fetal development in rats. // Int. J. Sports Med.- 1993.-vol.14.-N5.-P.248-251

158. Naets J.P., Wittek M. Erythropoetic activity of marrow and disappearance rate of erythropoetin in the rat.//Amer. J. Physiol.-1969.-297C.

159. Nagy L., Fiegler M., Myzsik G., Nemeth M., Gerber E., J6vor T. Some metabolic and biochemical alterations during the development of stress ulcers in rats forced to swim. // Int. J. Tissue React.- 1983.-Vol. 5.-N4.-P. 363-371

160. Nigel K., Boughton-Smith N. K., Deakin A. M., Whittle B. J. R. Actions of nitric oxide on the acute gastrointestinal damage induced by PAF in the rat.// Agents Actions, Special Conference Issue. - 1992. - P. C3-8

161. Nunoshiba T., deRojas-Walker T., Wishnok J.S., Tannebaum S.R., Demple B. Activation by nitric oxide of an oxidative-stress response that defends Escherichia coli against activated macrophages // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1993,-Vol.90.- P.9993-9997

162. Oltman C. L., Parker J. L., Laughlin M. H. Endothelium-dependent vasodilation of proximal coronary arteries from exercise-trained pigs.// J. Appl. Physiol. - 1995. - Vol. 79. - P. 33-40

163. Palmer RMJ., Moncada S., Ferridge A. G. Nitric oxide release accounts for the biological activity of endothelium-derived relaxing factor.// Nature. - 1987. - Vol. 327. - P. 524-526

164. Park Y.C., Jun C.D., Kang H.S., Kim H.M., Chung H.T.// Immunology. - 1996. - Vol. 87. - P. 296-302

165. Pascoe W.S., Smythe G.A. Storlien LH Enhanced responses to stress induced by fat-feeding in rats: relationship between hypothalamic noradrenaline and blood glucose.// Brain Res.- 1991.-Vol. 550.-N2.-192-196

166. Pelham H.R.B., Brenz M. A synthetic heat-shock promoter element confers heat-inducibility on the herpes syplex virus thymidine kinase gene// Ibid. - 1982,- Vol.1.- P.1473 - 1477

167. Pelham H.R.B. Speculation on the major heat shock and Glucose-regulated proteins.// Cell.-1986,- Vol. 46,- P. 959 - 961

168. Petkov G. V.,Boev K. K. The role of sarcoplasmic reticulum and sarcoplasmic reticulum Ca2+- ATPase in the smooth muscle tone of the cat gastric fundus.// Pfluggers-Arch. - 1996. - Vol. 431. - P. 928-935

169. Pique J. M., Whittle B. J. R., Esplugues J. V. The vasodilator role of endogenous nitric oxide in the rat gastric microcirculation.// Eur. J. Pharmacol. - 1989. - Vol. 174. - P. 293-296

170. Power S.K., Criswell D., Lawler J., Martin D., Lieu F.K., Herb R.A. Rigorous exercise training increases COD-aktivety ventricular miocardium.// Am.J.Phisiol. - 1993.-Vol.265.-P.H2094-8.

171. Pshennikova M.G. Similarity and differences of adaptation to hypoxic hypoxia to physical loads and their protective effects.// Hypoxia Medical J.-1994.-N.3.-P.3-8

172. Quantanilha A. Effects of physical exercise and/or vitamin E on tissue oxidative metabolism.// Biochem.Soc.Trans.-1984.-V.12.-№3.-P.403.

173. Rand M. J. Nitrergic transmission: nitric oxide as a mediator of non-adrenergic, non-cholinergic neuro-effector transmission.// Can. Exp. Pharmacol. Physiol. - 1992. - Vol. 19. - P. 147-169

174. Reuter H. Medulation of ion channels by phosphorylation and second messengers.// News Physiol. Sci.- 1987.-V.2.-P. 168-171

175. Rodland K. D., Jue S.F., Magun B.E. Regulation of VL30 gene expression by activators of protein kinase C.// J. Biol. Chem.- 1986.-Vol. 261,-P. 5029-5033

176. Rotringer S., Aragon C. M. G., Rogan F., Amir S., Amit Z. The Nitric oxide synthase inhibitor N-nitro-L-arginin-methyl ester attenuates brain catalase activity in vitro./l Life Sci. - 1995. - Vol. 56. - P. 1321-1324

177. Saltin B., Henriksson J., Nygaard E. Fiber types and metabolic potentials of skeletal muscles in sedentary man and endurance runners.//Ann. N.Y.Acad.Sci.-1977.-V.4.-P.219-222

178. Salvemini D., Misko T. P., Masgerrer J. L., Seibert K., Currie M. G., Needleman P. Nitric oxide activates cyclooxigenas enzymes.// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1993. - Vol. 90. - P. 7240-7244

179. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual. 2 nd Ed. Cold Spring Harbor Laboratory , Cold Spring Harbor. New York, 1989.

180. Sen C.K., Marin E., Kretzschmar M., Hannien O. Skeletal muscle and liver glutatione homeostasis in response to training exercise and immobilization. //J.Appl.Physiol.-1992.-V.73.-№4.-P. 1265-1272

181. Sessa W.C., Pritchard K., Seyedi N., Wang J., Hintze T.H.// Circ. Res. - 1994. - Vol. 74. - P. 349-353.

182. Schwarz P., Diem R., Dun N.J., Forstermann U. Endogenous and exogenous nitric oxide inhibits norepinephrine release from rat heart sympathetic nerves.// Circ. Res.-1995.- Vol.75.- P.841-848

183. Shen W. Q., Zhang X. P., Wolin M. S., Hintze T. H. Nitric oxide production and NO synthase gene expression contribute to vascular regulation during exercise.// Medicine and Science in Sports and Exercise. -1995. - Vol. 27 (8). - P. 1125-1134

184. Shephard R., Sidney K. Effect of physical exercise on plasma growth hormone and cortical level in human sibjects.// Exerc.Sport Sci.Rev.-1975.-V.35.-P.372-383

185. Somani S.M., Franc S., Rybek L.P. Responses of antioxidant system to acute and trained exercise in rat heart subcellar fractions.// Pharmac.Biochim. and Behovior. - 1995.-P.627-634

186. Stein C., Gramsch C., Herz A. Intrinsic mechanisms of antinociception in inflammation: local opioid receptors and beta-endorphin.//J. Neurosci.- 1990,- Vol.10.-N4,-P.1292-1298

187. Stratakis C.A., Chrousos G.P.// Ann.N.Y.Acad. Sci. - 1996.-№771.-P. 1-18

188. Struehr d. J., Griffith O. W. Mammalian nitric oxide synthases.// Adv. Enzymol. Relat. Areas. Mol. Biol. - 1992. - Vol. 65. - P. 287-346

189. Sun D., Huang A., Koller A., Kalleu G.// J.Appl.Phisiol. - 1994. -Vol.76.-P.2241-2247

190. Teng G., Barer G. In vitro responses of lung arteries to acute hypoxia after NO-synthase blockade or chronic hypoxia.// J. Appl. Phisiol.-1995.-Vol.79.- P.763

191. Terao T., Fujise T., Uchiyama S., Yamashita Y., Nakano S. Effects of swimming exercise at two different water temperature on hepatic lipid and lipoprotein levels in experimental fatty liver rats.// Tokai J. Exp. Clin. Med.- 1989.-Vol.14.-N2.-P. 139-145

192. Tesch P., Lindeberg S. Blood lactate accumulation during arm exercise in world class kayak paddlers and strength trained athletes.// Europ. J. Appl. Physiol.-1984.-V. 52.-P.441-445

193. Toda N., Yoshida K., Okamura T. Analysis of the potentiating action of N-nitro-L-arginin on the contraction of the dog temporal artery elicited by transmural stimulation of noradrenergic nerves.// Naunynschmideberg's Arch Pharmacol. -1991. - Vol. 343. - P. 221-224

194. Torres M., Ceballos G., Rubio R. Possible role of nitric oxide in catecholamine secretion by chromaffin cells in the presence and absence of cultured endothelial cells.// J. Neurochem.-1994.- Vol. 63,- P. 988-996

195. Trolin G., Anden T., Hedenstrirna G.I/ Acta Phisiol.Scand.- 1994,-Vol.151.-P.159-163

196. Uno H., Arakawa T., Fukuda T. Fujiwara H. Y.Y., Higuchi K., Inoue M., Kobayashi K. Nitric oxide stimulates prostaglandin synthesis in cultured rabbit gastric cells.// Prostaglandins. - 1997. - Vol. 53. - P. 153162

197. Van Bilsen M., Engels W., Vusse G., Renevan R.// Mol.Cell.Bioche. -1989.-№88.-P.113-121

198. Vanderwolf C.H. Effects of water temperature and core temperature on ratAs performance in a swim-to-platform test.// Behav Brain Res.-1991.-Vol.44.-N1,- P. 105-106

199. Vadon-Le-Goff S., Tenu J. P. Nitric oxide Biosynthesis in Mammals.// In: Nitric Oxide Research from Chemistry to Biology. EPR Spectroscopy of Nitrosylated Compounds., ed. by Henry Y. A., Ducastel., Guissani A. -1997. - R. G. Landes Company.

200. Vanhatalo S., Soinila S. Nitric oxide synthase in the hypothalamo-pituitary pathway.//J. Chem. Neuroanat.-1995. -Vol. 8,- P.165-173

201. Vanin A. F., Mordvintcev P. I., Kleschev A. L. Appearance of nitric oxide in animal tissues in vivo. II Studia Biophys. - 1984. - Vol. 102. - P. 135-144

202. Vedernikov Y.P., Mordvintcev P.I., Malenkova I.V., Vanin A.F. // Eur. J. Pharmacol. - 1992. - Vol. 211. - P. 313-317

203. Viner R.I., Ferrington D.A., Huhmer A.F., Bigelow D.J., Schoneich C.ll FEBS Lett. - 1996. - Vol. 379. - P. 286-290

204. Walter U. Physiological role of cGMP and cAMP-dependent protein kinase in the cardiovascular system.// Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol. - 1989. - Vol. 113. - P. 41-88

205. Wang J., Wolin M.S., Hintze T.N.// Circ.Res. - 1993.-№73.-P.829-838

206. Wang J., Jen C.J., Chen H.I.// Atherosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. - 1995.-№15.-P.1668-1674

207. Wenger H., Wilkinson J., Dallaire J., Nihei T. Uptake of 3H-leucine into different fractions of rat skeletal muscle following acute, endurance and sprint exercise.// Europ. J.Appl.Physiol.-1981.-V.47.-P.83-92

208. Whittle B. J. R. Neuronal and endothelium-derived mediators in the modulation of the gastric microcirculation: integrity in the balance.// Br. J. Pharmacol. - 1993. - Vol. 110. - P. 3-17

209. Winder W., Hickson R., Hagberg J. Training-induced changes in hormonal and metabolic responses to submaximal exercise.// J.Appl.Physiol.-1982.-V.243.-P.R179-R184

210. Woo If son K. G., Patel V. C., Neild G. H., Yellon D. M. Inhibition of nitric oxide synthesis reduces infarct size by an adenosine-dependent mechanism.//Circulation. - 1995. - Vol. 91. - P. 1545-1551

211. Zahradnikovi A., Kuzanova O. Nitric Oxide and its effects on the cardium transport in the myocardium.// Gen.Phisiol. and Biophis. -1997.-Vol.16.-№4.-P. 197-214