Карнитиновый обмен у юных атлетов
Н.В.Рылова,
А.А.Биктимирова
Казанский
государственный медицинский университет Министерства здравоохранения, Казань,
Россия
Казанская государственная медицинская
академия Министерства здравоохранения, Казань, Россия
Аннотация. Нами
было проведено исследование особенностей карнитинового обмена у 48 юных
атлетов, занимающихся плаванием и хоккеем на траве. Был определен уровень свободного
карнитина, связанного карнитина методом тандемной хромато-масс-спектрометрии и
проведена статистическая обработка полученных результатов. Среднее значение
свободного карнитина в первой группе - 27,03±0,96 мкмоль/л, во второй группе -
37,85±1,07 мкмоль/л. После статистической обработки было выявлено, что в группе спортсменов-хоккеистов (n=19) уровень свободного
карнитина (С0) достоверно ниже (р<0,001), чем в группе пловцов (n=22). В первой группе также
достоверно выше среднее значение индекса ацилкарнитины/свободный карнитин
(р<0,001), что косвенно указывает на относительную недостаточность
свободного карнитина.
Ключевые слова:
карнитин, юные атлеты, карнитиновый обмен
Введение. В детской спортивной медицине в диагностике различных
состояний особенно важно использование малоинвазивных и показательных методов
исследования. Определение уровня ацилкарнитинов, аминокислот, свободного
карнитина в крови методом тандемной хромато-масс-спектрометрии дает возможность
диагностировать состояние энергетического обмена клетки. Данный метод
позволяет проводить высокочувствительный анализ следовых концентраций вещества.
Карнитин – это вещество,
которое принимает непосредственное участие в ведении метаболических процессов в
клетке и поддержания сохранности тканей. Основная функция карнитина заключается
в участии в энергетическом обеспечении клетки. Это происходит за счет транспорта
остатков длинноцепочечных жирных кислот в форме ацилкарнитина через
митохондриальную мембрану с целью дальнейшего β-окисления и образования
АТФ [1, 2]. Детоксицирующая
функция карнитина заключается в
связывании и выведении из клеток органических кислот, которые являются
промежуточными продуктами окисления.
В
организме карнитин существует в форме активного L-изомера. Часть суточной потребности
(25%) в L-карнитине покрывается за счет эндогенного синтеза, а 75% за счет поступлений извне. Основная доля
карнитина поступает в организм с пищей животного происхождения: молоко, мясо,
рыба. Эндогенный синтез L-карнитина происходит в печени путем трансформации
лизина, донатором метильных групп при этом является метионин. В синтезе
L-карнитина принимают участие витамины С, В3, В6, фолиевая кислота, железо и
некоторые ферменты [3]. 97 % L-карнитина находится в скелетных мышцах и
миокарде. Это ткани, которые используют жирные кислоты, в качестве главного
источника энергии [4]. Эндогенный синтез карнитина снижается также при
гипотрофии, поражении печени и почек, нарушении физического развития. Нарушение
питания, поражение гастродуоденальной системы, сопутствующие заболевания,
различные стрессовые ситуации не только ухудшают всасывание, но и ускоряют
выведение карнитина из организма.
Несмотря на то, что большинство клеток организма обладают способностью
синтезировать эндогенный карнитин в течение всей жизни, в условиях гипоксии тканей может возникать
дефицит карнитина, происходит изменение метаболизма жирных кислот в виде нарушения
их β-окисления [5]. Этот процесс
сопряжен со снижением уровня карнитина, в результате чего происходит
внутриклеточное накопление жирных кислот, ацилкарнитинов, ацил-КоА. Повышенная
концентрация ацил-КоА подавляет транспорт адениннуклеотидов в митохондриях,
уменьшает активность ацил-КоА-синтетазы [7].
Потребность
в L-карнитине зависит от возраста, вида
спорта и повышается при физических и психо-эмоциональных нагрузках в 4–20 раз. Даже ежедневный пищевой рацион, включающий в себя
полноценное разнообразное питание, то есть продукты, как животного, так и
растительного происхождения, могут обеспечить около 25% потребности организма в
L-карнитине. Поэтому при организации питания спортсменов необходимо
учитывать белковую, энергетическую ценность продуктов, содержание жиров в
рационе. Питание юных спортсменов с низким
содержанием жиров подавляет запас триглицеридов, что клинически выражается в раннем наступлении утомления в
процессе тренировок [4].
Целью нашего исследования явилось установление показателей
карнитинового обмена у юных атлетов и его зависимости от вида спорта, в котором
специализируется атлет.
Материалы и методы исследования.
Нами было проведено
исследование уровня свободного и связанного карнитина, подсчет индекса
связанный карнитин/свободный карнитин. Исследование осуществлялось на базе
лаборатории общей патологии Научно-исследовательского Клинического Института
Педиатрии РНИМУ им. Н.И. Пирогова, заведующий лабораторией – д.м.н., профессор Сухоруков В.С.
В исследовании принимали
участие 41 спортсмен, разделенные на две группы согласно «Олимпийской
классификации видов спорта» в зависимости от вида спорта. В первую группу были
включены 19 представителей хоккея на траве (девочки, средний возраст
16,21±0,29). Квалификация спортсменок: 1 взрослый разряд (8 человек – 42%), а
также кандидаты в мастера спорта (11 человек – 58%). Во вторую группу вошли 22
спортсмена, занимающихся плаванием (10 девочек и 12 мальчиков, средний возраст группы
16,95±0,25). Квалификация спортсменов: кандидаты в мастера спорта (18 человек –
81%), а также мастера спорта (4 человека – 19%). В процессе исследования у
спортсменов забиралась одна капля капиллярной крови на специальную
фильтровальную бумагу, которая после высушивания подвергалась анализу методом жидкостной тандемной хромато-масс-спектрометрии с
ионизацией в электроспрее. В результате автоматической обработки данных с
помощью компьютерной программы выдавался результат содержания ацилкарнитинов
(связанного карнитина), свободного карнитина (С0) в мкмоль/л.
Результаты исследования.
Результаты
исследования уровня свободного и связанного карнитина (ацилкарнитинов), а также
коэффициент достоверности различий полученных показателей представлены в
таблице 1 в виде средних величин. Стоит отметить, что показатели свободного и
связанного карнитина находились в пределах возрастной нормы.
Таблица
1. – Уровень карнитина в исследуемых группах
|
группа признак |
Хоккей на траве |
Плавание |
Достоверность различий
- р |
|
Свободный карнитин
(С0), мкмоль/л |
27,03±0,96 |
37,85±1,07 |
0,001 |
|
Связанный карнитин
(АК), мкмоль/л |
12,27±0,50 |
12,75±0,57 |
- |
|
АК/С0 |
0,46±0,02 |
0,34±0,02 |
0,001 |
Таким образом, отчетливо видно, что в группе спортсменов-хоккеистов (n=19) уровень свободного
карнитина (С0) достоверно ниже (р<0,001), чем в группе пловцов (n=22). А различий в уровне
связанного карнитина в двух группах практически нет.
Для
дополнительной характеристики содержания ацилкарнитинов (АК) и свободного
карнитина (С0) используется соотношение АК/С0. Нормальные значения этого
показателя – менее 0,7. Величина индекса
связанный карнитин/свободный карнитин находится в обратной связи с уровнем
свободного карнитина и в прямой – с уровнем связанного карнитина. Несмотря на
то, что показатели в обеих группах укладываются в пределы нормы, данный индекс
достоверно выше у хоккеистов. Увеличение данного соотношения указывает на
недостаточность свободного карнитина.
1. В ходе
исследования, выяснилось, что уровень свободного карнитина (С0) в группе
хоккеистов оказался достоверно ниже, чем в группе пловцов (р<0,001).
2. При
подсчете соотношения ацилкарнитинов и свободного карнитина, средние показатели
данного индекса оказались достоверное выше (р<0,001) в группе хоккеистов.
3. По результатам
исследования можно предположить, что меньшее содержание карнитина у
представителей игровых видов спорта (хоккей на траве является не циклическим
видом спорта, требующим высокой аэробной работоспособности) является признаком
недостаточно эффективного энергообмена.
Литература.
1. Borum P.R. Carnitine function. In: Borum P.R., ed. Clinical Aspects of
Human Carnitine Deficiency. Elmsford, NY: Pergamon Press; 1986; 16–27.
2. Балыкова Л.А. Результаты
и перспективы использования средств энерготропной терапии в педиатрии на
примере L-карнитина// Вопросы практической педиатрии, 2009, т. 4, №2,
с. 49–55
3. Кулиненков О. С.
Фармакологическая помощь спортсмену: коррекция факторов, лимитирующих
спортивный результат Москва: Советский спорт; 2007, - 145 С.
4. Леонтьева И.В.
Диагностика и лечение метаболических кардиомиопатий, возникающих при нарушениях
обмена жирных кислот, у детей / Леонтьева И.В., Белозеров Ю.М. //Лечащий врач.
– 2012. - №9. - С. 57-62.
5. Николаева Е.А., Золкина
И.В., Харабадзе М.Н. Коррекция недостаточности карнитина у детей с
митохондриальными заболеваниями // Практика педиатра. – 2011, октябрь. – С.
44-48.
6. Сухоруков В.С. Очерки
митохондриальной патологии // М.: Медпрактика-М, 2011.- 288 с
7. Михайлова
А.В. Особенности
функционального статуса спортсменов с перенапряжением сердечно-сосудистой
системы / Михайлова А.В., Смоленский
А.В. //Материалы Всероссийской научно-практической конференции с
международным участием «Методы оценки и повышения работоспособности у
спортсменов», СПб – 2013. - С. 54-57.