АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАРНИТИНОВОГО ОБМЕНА ЮНЫХ СПОРТСМЕНОВ МЕТОДОМ ТАНДЕМНОЙ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ

  • А. Ю. Людинина Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия https://orcid.org/0000-0003-4849-4735 salu_06@inbox.ru
  • Ж. Е. Иванкова Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия https://orcid.org/0000-0001-7733-2407 shivank@yandex.ru
  • А. С. Самойлов Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства России, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-1227-2332 fmbc.fmba@bk.ru
  • Н. В. Рылова Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства России, Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-9248-6292 rilovanv@mail.ru
  • Е. Р. Бойко Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия https://orcid.org/0000-0002-8027-898X boiko60@inbox.ru
DOI: https://doi.org/10.14529/hsm230305
Ключевые слова: юные спортсмены, свободный и связанный карнитин, ацилкарнитины, тандемная хромато-масс-спектрометрия

Аннотация

Цель: провести сравнительный анализ уровня метаболитов карнитинового обмена у юношей в зависимости от уровня спортивной подготовки. Материалы и методы. В исследовании приняли участие 12 спортсменов (плавание) и 7 подростков, не имеющих регулярной интенсивной физической нагрузки, в качестве контрольной группы. Профили свободного карнитина (C0) и ацилкарнитинов в плазме крови были исследованы с помощью тандемной хромато-масс-спектрометрии. Результаты. Показатели карнитинового обмена у юных спортсменов и нетренированных юношей в пределах нормы. Анализ основных метаболических параметров и профилей ацилкарнитинов в плазме крови показал отсутствие значимых отличий в показателях карнитинового обмена (свободного и связанного карнитина, ацилкарнитинов) между двумя группами. Установлены значимые различия между коэффициентами ацилкарнитин/карнитин, измеренными в сравниваемых группах (p = 0,018). Показаны значимые положительные корреляции между содержанием связанного карнитина и уровнем С14 (тетрадеканоилкарнитин) (r = 0,65; p = 0,022), а также коэффициентом АК/С0 и уровнем С14 (r = 0,72; p = 0,007) в плазме крови спортсменов. Заключение. Дальнейшее исследование карнитинового обмена у спортсменов даст возможность прогнозирования состояния физической работоспособности и определит меры профилактики ухудшения состояния здоровья при интенсивных физических нагрузках.

Информация об авторах

А. Ю. Людинина , Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела экологической и медицинской физиологии Института физиологии, Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия.

Ж. Е. Иванкова , Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия

Кандидат биологических наук, научный сотрудник отдела экологической и медицинской физиологии Института физиологии, Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия.

А. С. Самойлов , Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства России, Москва, Россия

Член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор, генеральный директор, Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства России, Москва, Россия.

Н. В. Рылова , Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства России, Москва, Россия

Доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией спортивной нутрициологии Центра спортивной медицины и реабилитации, Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства России, Москва, Россия.

Е. Р. Бойко , Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия

Доктор медицинских наук, профессор, директор Института физиологии, Федеральный исследовательский центр «Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук», Сыктывкар, Россия.

Литература

1. AbuMoh’d M.F., Obeidat G., Alsababha W. Effect of Oral Supplementation with L-Carnitine on Performance Time in a 5000 m Race and Responses of Free Fatty Acid and Carnitine Concentrations in Trained-Endurance Athletes. Montenegrin Journal of Sports Science and Medi-cine, 2021, vol. 10, iss. 2, pp. 5–11. DOI: 10.26773/mjssm.210901
2. Barnett C., Costill D.L., Vukovich M.D. et al. Effect of L-Carnitine Supplementation on Muscle and Blood Carnitine Content and Lactate Accumulation During High-Intensity Sprint Cycling. International Journal of Sport Nutrition, 1994, vol. 4, iss. 3, pp. 280–288. DOI: 10.1123/ijsn.4.3.280
3. Bene J., Hadzsiev K., Melegh B. Role of Carnitine and its Derivatives in the Development and Management of Type 2 Diabetes. Nutrition and Diabetes, 2018, vol. 8, p. 8. DOI: 10.1038/s41387-018-0017-1
4. El-Gharbawy A., Vockley J. Inborn Errors of Metabolism with Myopathy: Defects of Fatty Acid Oxidation and the Carnitine Shuttle System. Pediatric Clinics of North America, 2018, vol. 65, pp. 317–335. DOI: 10.1016/j.pcl.2017.11.006
5. Gandevia S.C. Spinal and Supraspinal Factors in Human Muscle Fatigue. Physiological Reviews, 2001, vol. 8, iss. 4, pp. 1725–1789. DOI: 10.1152/physrev.2001.81.4.1725
6. Hoppel Ch. The Role of Carnitine in Normal and Altered Fatty Acid Metabolism. American Journal of Kidney Diseases: the Official Journal of the National Kidney Foundation, 2003, vol. 41, pp. 4–12. DOI: 10.1016/s0272-6386(03)00112-4
7. Horowitz J.F., Klein S. Lipid Metabolism During Endurance Exercise. The American Journal of Clinical Nutrition, 2000, vol. 72, suppl. 2, pp. 558–563. DOI: 10.1093/ajcn/72.2.558S
8. Irrcher I., Adhihetty P.J., Joseph A.M. et al. Regulation of Mitochondrial Biogenesis in Muscle by Endurance Exercise. Sports Medicine, 2003, vol. 33, iss. 11, pp. 783–793. DOI: 10.2165/00007256-200333110-00001
9. Lennon D.L.F., Shrago E.R., Madden M. et al. Dietary Carnitine Intake Related to Skeletal Muscle and Plasma Carnitine Concentrations in Adult Men and Women. Food Chemistry, 1984, vol. 86, pp. 137–142. DOI: 10.1093/ajcn/43.2.234
10. Löster H., Miehe K., Punzel M. et al. Prolonged Oral L-carnitine Substitution Increases Bicycle Ergometer Performance in Patients with Severe, Ischemically Induced Cardiac Insufficiency. Cardiovascular Drugs and Therapy, 1999, vol. 13, pp. 537–546. DOI: 10.1023/A:1007883822625
11. McCann M.R., De la Rosa M.V.G., Rosania G.R., Stringer K.A. L-Carnitine and Acylcarnitines: Mitochondrial Biomarkers for Precision Medicine. Metabolites, 2021, vol. 11, iss. 1, p. 51. DOI: 10.3390/metabo11010051
12. Melanson E.L., MacLean P.S., Hill J.O. Exercise Improves Fat Metabolism in Muscle but Does not Increase 24-h Fat Oxidation. Exercise and Sport Sciences Reviews, 2009, vol. 37, iss. 2, pp. 93–101. DOI: 10.1097/JES.0b013e31819c2f0b
13. Novakova K., Kummer O., Bouitbir J. et al. Effect of L-Carnitine Supplementation on the Body Carnitine Pool, Skeletal Muscle Energy Metabolism and Physical Performance in Male Vegetarians. European Journal of Nutrition, 2016, vol. 55, iss. 1, pp. 207–217. DOI: 10.1007/s00394-015-0838-9
14. Petersen K., Hansen C.B., Aagaard P., Madsen K. Muscle Mechanical Characteristics in Fatigue and Recovery from a Marathon Race in Highly Trained Runners. European Journal of Applied Physiology, 2007, vol. 101, pp. 385–396. DOI: 10.1007/s00421-007-0504-x
15. Rebouche C.J. Carnitine Function and Requirements During the Life Cycle. FASEB, 1992, vol. 6, pp. 3379–3386.
16. Reuter S.E., Evans A.M. Carnitine and Acylcarnitines: Pharmacokinetic, Pharmacological and Clinical Aspects. Clinical Pharmacokinetics, 2012, vol. 51, pp. 553–572. DOI: 10.1007/BF03261931
17. Warren J.L., Hunter G.R., Gower B.A. et al. Exercise Effects on Mitochondrial Function and Lipid Metabolism during Energy Balance. Medicine and Science in Sports and Exercise, 2020, vol. 52, iss. 4, pp. 827–834. DOI: 10.1249/MSS.0000000000002190

References

1. AbuMoh’d M.F., Obeidat G., Alsababha W. Effect of Oral Supplementation with L-Carnitine on Performance Time in a 5000 m Race and Responses of Free Fatty Acid and Carnitine Concentrations in Trained-Endurance Athletes. Montenegrin Journal of Sports Science and Medi-cine, 2021, vol. 10, iss. 2, pp. 5–11. DOI: 10.26773/mjssm.210901
2. Barnett C., Costill D.L., Vukovich M.D. et al. Effect of L-Carnitine Supplementation on Muscle and Blood Carnitine Content and Lactate Accumulation During High-Intensity Sprint Cycling. International Journal of Sport Nutrition, 1994, vol. 4, iss. 3, pp. 280–288. DOI: 10.1123/ijsn.4.3.280
3. Bene J., Hadzsiev K., Melegh B. Role of Carnitine and its Derivatives in the Development and Management of Type 2 Diabetes. Nutrition and Diabetes, 2018, vol. 8, p. 8. DOI: 10.1038/s41387-018-0017-1
4. El-Gharbawy A., Vockley J. Inborn Errors of Metabolism with Myopathy: Defects of Fatty Acid Oxidation and the Carnitine Shuttle System. Pediatric Clinics of North America, 2018, vol. 65, pp. 317–335. DOI: 10.1016/j.pcl.2017.11.006
5. Gandevia S.C. Spinal and Supraspinal Factors in Human Muscle Fatigue. Physiological Reviews, 2001, vol. 8, iss. 4, pp. 1725–1789. DOI: 10.1152/physrev.2001.81.4.1725
6. Hoppel Ch. The Role of Carnitine in Normal and Altered Fatty Acid Metabolism. American Journal of Kidney Diseases: the Official Journal of the National Kidney Foundation, 2003, vol. 41, pp. 4–12. DOI: 10.1016/s0272-6386(03)00112-4
7. Horowitz J.F., Klein S. Lipid Metabolism During Endurance Exercise. The American Journal of Clinical Nutrition, 2000, vol. 72, suppl. 2, pp. 558–563. DOI: 10.1093/ajcn/72.2.558S
8. Irrcher I., Adhihetty P.J., Joseph A.M. et al. Regulation of Mitochondrial Biogenesis in Muscle by Endurance Exercise. Sports Medicine, 2003, vol. 33, iss. 11, pp. 783–793. DOI: 10.2165/00007256-200333110-00001
9. Lennon D.L.F., Shrago E.R., Madden M. et al. Dietary Carnitine Intake Related to Skeletal Muscle and Plasma Carnitine Concentrations in Adult Men and Women. Food Chemistry, 1984, vol. 86, pp. 137–142. DOI: 10.1093/ajcn/43.2.234
10. Löster H., Miehe K., Punzel M. et al. Prolonged Oral L-carnitine Substitution Increases Bicycle Ergometer Performance in Patients with Severe, Ischemically Induced Cardiac Insufficiency. Cardiovascular Drugs and Therapy, 1999, vol. 13, pp. 537–546. DOI: 10.1023/A:1007883822625
11. McCann M.R., De la Rosa M.V.G., Rosania G.R., Stringer K.A. L-Carnitine and Acylcarnitines: Mitochondrial Biomarkers for Precision Medicine. Metabolites, 2021, vol. 11, iss. 1, p. 51. DOI: 10.3390/metabo11010051
12. Melanson E.L., MacLean P.S., Hill J.O. Exercise Improves Fat Metabolism in Muscle but Does not Increase 24-h Fat Oxidation. Exercise and Sport Sciences Reviews, 2009, vol. 37, iss. 2, pp. 93–101. DOI: 10.1097/JES.0b013e31819c2f0b
13. Novakova K., Kummer O., Bouitbir J. et al. Effect of L-Carnitine Supplementation on the Body Carnitine Pool, Skeletal Muscle Energy Metabolism and Physical Performance in Male Vegetarians. European Journal of Nutrition, 2016, vol. 55, iss. 1, pp. 207–217. DOI: 10.1007/s00394-015-0838-9
14. Petersen K., Hansen C.B., Aagaard P., Madsen K. Muscle Mechanical Characteristics in Fatigue and Recovery from a Marathon Race in Highly Trained Runners. European Journal of Applied Physiology, 2007, vol. 101, pp. 385–396. DOI: 10.1007/s00421-007-0504-x
15. Rebouche C.J. Carnitine Function and Requirements During the Life Cycle. FASEB, 1992, vol. 6, pp. 3379–3386.
16. Reuter S.E., Evans A.M. Carnitine and Acylcarnitines: Pharmacokinetic, Pharmacological and Clinical Aspects. Clinical Pharmacokinetics, 2012, vol. 51, pp. 553–572. DOI: 10.1007/BF03261931
17. Warren J.L., Hunter G.R., Gower B.A. et al. Exercise Effects on Mitochondrial Function and Lipid Metabolism during Energy Balance. Medicine and Science in Sports and Exercise, 2020, vol. 52, iss. 4, pp. 827–834. DOI: 10.1249/MSS.0000000000002190
Опубликован
2023-12-27
Как цитировать
Людинина, А., Иванкова, Ж., Самойлов, А., Рылова, Н., & Бойко, Е. (2023). АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАРНИТИНОВОГО ОБМЕНА ЮНЫХ СПОРТСМЕНОВ МЕТОДОМ ТАНДЕМНОЙ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ. Человек. Спорт. Медицина, 23(3), 39-46. https://doi.org/10.14529/hsm230305
Выпуск
Том 23 № 3 (2023)
Раздел
Физиология

Copyright (c) 2023 Человек. Спорт. Медицина

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.