Аннотация
Введение. Гипоксические тренировки активно применяются как в профессиональном, так и любительском спорте. Гипоксия запускает ряд адаптивных механизмов, направленных на повышение работоспособности. Однако данные компенсаторно-приспособительные пути возможно активировать за счет рационального фармакологического вмешательства, индуцируя псевдогипоксию. Цель исследования состояла в сравнительной оценке молекулярных механизмов повышения работоспособности при кратковременной гипобарической гипоксии (КГГ) и фармакологической псевдогипоксии (ФПГ). Материал и методы. КГГ моделировали у мышей-самцов C57BL/6 путем помещения животных в барокамеру с 14% содержанием кислорода и сниженным атмосферным давлением (эквивалент 4000 м над уровнем моря). Псевдогипоксию воспроизводили путем курсового введения ингибитора сукцинатдегидрогеназы – полидигидроксифенилентиосульфоната натрия (ПДГФТСН), перорально в дозе 2,1 мг/кг. Также у животных моделировали сочетанный вариант воздействия: гипоксия + псевдогипоксия. Через 21 день регистрировали уровень работоспособности животных в тесте принудительное плавание. Далее оценивали концентрацию Hif-1α, АМФ-активируемой протеинкиназы и инсулиновых рецепторов в мышечной ткани, а также эритропоэтина, инсулиноподобного фактора роста-1 и кортизола в сыворотке крови. Результаты. Показано, что как в условиях КГГ, так и ФПГ, а также их комбинированного варианта отмечается повышение концентрации Hif-1α, АМФ-активируемой протеинкиназы и инсулиновых рецепторов в мышечной ткани. На фоне КГГ отмечен рост сывороточной концентрации эритропоэтина 51,8% (p < 0,05), чего не наблюдалось в случае псевдогипоксии и сочетанного варианта воздействия. Также стоит отметить, что физическая работоспособность у животных, к которым применяли комбинированный вариант воздействия, было достоверно выше, чем у мышей, которым моделировали гипоксию (на 41,8%; p < 0,05) и псевдогипоксию (на 64,1%; p < 0,05). Концентрация кортизола не изменялась во всех группах. Заключение. С целью повышения уровня физической активности посредством активации Hif-1α и инсулин-зависимых механизмов клеточной сигнализации целесообразно сочетать КГГ воздействие и ФПГ.
Ключевые слова
Авторы и аффилиации
https://elibrary.ru/akqric
У.В. Крыцына, О.В. Харитонова, Д.И. Поздняков, А.М. Темирбулатова, И.В. Скульте
Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ФГБОУ ВО
«Волгоградский государственный медицинский университет»,
Российская Федерация, 357532, Ставропольский край, Пятигорск, пр. Калинина, 11
Литература
1. Allsopp G.L., Britto F.A., Wright C.R., Deldicque L. The Effects of Normobaric Hypoxia on the Acute Physiological Responses to Resistance Training: A Narrative Review. J. Strength Cond Res. 2024; 38 (11): 2001–11. DOI: 10.1519/JSC.0000000000004909.
2. Mujika I., Sharma A.P., Stellingwerff T. Contemporary Periodization of Altitude Training for Elite Endurance Athletes: A Narrative Review. Sports Med. 2019; 49 (11): 1651–69. DOI: 10.1007/s40279-019-01165-y.
3. Camacho-Cardenosa A., Camacho-Cardenosa M., Burtscher J., Olivares P.R., Olcina G., Brazo-Sayavera J. Intermittent Hypoxic Training Increases and Prolongs Exercise Benefits in Adult Untrained Women. High Alt Med Biol. 2024; 25 (4): 274–84. DOI: 10.1089/ham.2023.0127.
4. Guo H., Cheng L., Duolikun D., Yao Q. Aerobic Exercise Training Under Normobaric Hypoxic Conditions to Improve Glucose and Lipid Metabolism in Overweight and Obese Individuals: A Systematic Review and Meta-Analysis. High Alt Med. Biol. 2023; 24 (4): 312–20. DOI: 10.1089/ham.2022.0099
5. Catrina S.B. Impaired hypoxia-inducible factor (HIF) regulation by hyperglycemia. J. Mol. Med. (Berl). 2014; 92 (10): 1025–34. DOI: 10.1007/s00109-014-1166-x.
6. Косенко Е.А., Абрамова М.Б., Венедиктова Н.И., Попова И.И., Каминский Ю.Г. Медикамент гипоксен новый ингибитор митохондриального дыхания и митохондриальных дегидрогеназ. Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2010; 4: 411–6. [Kosenko E.A., Abramova M.B., Venediktova N.I., Popova I.I., Kaminsky Yu.G. The drug hypoxene is a new inhibitor of mitochondrial respiration and mitochondrial dehydrogenases. Proceedings of the Russian Academy of Sciences. The biological series. 2010; 4: 411–6 (In Russian)].
7. Food and Drug Administration (FDA). Guidance for Industry. Estimating the Maximum Safe Starting Dose in Initial Clinical Trials for Therapeutics in Adult Healthy Volunteers 2005. Режим доступа: https://www.fda.gov/media/72309/download. (посещение 28.05.2025).
8. Воронков А.В., Поздняков Д.И., Воронкова М.П. Комплексная валидационная оценка нового методического подхода к изучению физического и психоэмоционального перенапряжения в эксперименте. Фундаментальные исследования. 2015; 1–5: 915–9. [Voronkov A.V., Pozdnyakov D.I., Voronkova M.P. Comprehensive validation assessment of a new methodological approach to the study of physical and psycho-emotional overstrain in experiment. Fundamental research. 2015; 1–5: 915–9 (In Russian)].
9. Lang T.A., Altman D.G. Basic statistical reporting for articles published in biomedical journals: the «Statistical Analyses and Methods in the Published Literature» or the SAMPL Guidelines. Int. J. Nurs Stud. 2015; 52 (1): 5–9. DOI: 10.1016/j.ijnurstu.2014.09.006.
10. Lee P., Chandel N.S., Simon M.C. Cellular adaptation to hypoxia through hypoxia inducible factors and beyond. Nat Rev Mol. Cell Biol. 2020; 21 (5): 268–83. DOI: 10.1038/s41580-020-0227-y.
11. Thomas L.W., Ashcroft M. Exploring the molecular interface between hypoxia-inducible factor signalling and mitochondria. Cell Mol. Life Sci. 2019; 76 (9): 1759–77. DOI: 10.1007/s00018-019-03039-y.
12. Park H.Y., Lim K. Effects of Hypoxic Training versus Normoxic Training on Exercise Performance in Competitive Swimmers. J. Sports Sci Med. 2017; 16 (4): 480–8.
13. Herzig S., Shaw R.J. AMPK: guardian of metabolism and mitochondrial homeostasis. Nat Rev Mol. Cell Biol. 2018; 19 (2): 121–35. DOI: 10.1038/nrm.2017.95.
14. Shi S., Ou X., Liu C., Wen H., Ke J. Research progress of HIF-1a on immunotherapy outcomes in immune vascular microenvironment. Front Immunol. 2025; 16: 1549276. DOI: 10.3389/fimmu.2025.1549276.
15. Lau S.S., Kuhlman C.L., Bratton S.B., Monks T.J. Role of hydroquinone-thiol conjugates in benzene-mediated toxicity. Chem Biol Interact. 2010; 184 (1–2): 212–7. DOI: 10.1016/j.cbi.2009.12.016.