CC..png   

16plus.png

Юридический и почтовый адрес организации-издателя: САФУ, редакция «Журнала медико-биологических исследований», ул, Урицкого, 56, г. Архангельск, Россия, 163002
Местонахождение: редакция «Журнала медико-биологических исследований», ул. Урицкого, 56, г. Архангельск

Тел: (818-2) 21-61-00, вн. 18-20 
Сайт: https://vestnikmed.ru
e-mail: vestnik_med@narfu.ru

о журнале

Механизмы влияния серотонина на физическую работоспособность: описательный обзор. C. 483-491

 Версия для печати

Рубрика: Научные обзоры

Скачать статью (pdf, 0.7MB )

УДК

612.1:616.74

DOI

10.37482/2687-1491-Z168

Сведения об авторах

Е. С. Иванова* ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2828-8440
Р. Р. Нигматуллина*/** ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4686-1231
А. В. Безбрязов** ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2670-1385

*Поволжский государственный университет физической культуры, спорта и туризма (Республика Татарстан, г. Казань)
**Казанский государственный медицинский университет (Республика Татарстан, г. Казань)

Ответственный за переписку: Иванова Екатерина Сергеевна, адрес: 420010, Республика Татарстан, г. Казань, Деревня Универсиады, д. 35; e-mail: iiivanova1995@mail.ru

Аннотация

Доказано, что на снижение физической работоспособности влияет как центральное, так и периферическое утомление. Физические нагрузки вызывают биохимические изменения в организме. Одним из наиболее важных факторов, приводящих к биохимическим изменениям и утомляемости, является накопление во время тренировки внеклеточного серотонина как в крови, так и в мозге. Он представляет собой гормон, концентрация которого повышается при физических нагрузках. В данной статье описаны основные механизмы синтеза серотонина, его противоречивое воздействие на мотонейроны и прямое влияние на структуру мышечной ткани. Обширный поиск литературы проводился среди публикаций базы PubMed за период с момента ее создания до 2022 года по запросу «влияние серотонина на физическую работоспособность», а также по ключевым словам: «серотонин», «физическое утомление», «физическая работоспособность», «мышцы». Предметный поиск был расширен для выявления дополнительной информации и определения общих терминов. Найдены 82 ссылки, и вручную было добавлено 25 исследований, посвященных описанию влияния серотонина на физическую работоспособность как по месту действия, так и по механизмам образования серотонина. Отбор осуществлялся по критерию «здоровые люди и животные», но не был ограничен языком исследования или типом публикации. Среди результатов представлены обзоры статей, доклады и тезисы научных работ. Ссылки на исследования по интересующей нас теме в текстах работ рассматривались для выявления дополнительных публикаций.

Ключевые слова

серотонин, физическое утомление, физическая работоспособность, мышцы, физиологические механизмы, биохимические реакции

Список литературы

  1. Фудин Н.А., Еськов В.М., Филатова О.Е., Зилов В.Г., Борисова О.Н., Козлова В.В. Утомление человека при статической и динамической физической нагрузке и механизмы адаптации // Вестн. новых мед. технологий. Электрон. изд. 2015. № 1. Ст. № 2-1. https://doi.org/10.12737/7589

  2. Cordeiro L.M.S., Rabelo P.C.R., Moraes M.M., Teixeira-Coelho F., Coimbra C.C., Wanner S.P., Soares D.D. Physical Exercise-Induced Fatigue: The Role of Serotonergic and Dopaminergic Systems // Braz. J. Med. Biol. Res. 2017. Vol. 50, № 12. Art. №. e6432. https://doi.org/10.1590/1414-431X20176432

  3. Kwak J.J., Yook J.S., Ha M.S. Potential Biomarkers of Peripheral and Central Fatigue in High-Intensity Trained Athletes at High-Temperature: A Pilot Study with Momordica charantia (Bitter Melon) // J. Immunol. Res. 2020. Vol. 2020. Art. № 4768390. https://doi.org/10.1155/2020/4768390

  4. Meeusen R., Watson P., Hasegawa H., Roelands B., Piacentini M.F. Central Fatigue: The Serotonin Hypothesis and Beyond // Sports Med. 2007. Vol. 36, № 10. P. 881–909. https://doi.org/10.2165/00007256-200636100-00006

  5. Nybo L., Secher N.H. Cerebral Perturbations Provoked by Prolonged Exercise // Prog. Neurobiol. 2004. Vol. 72, № 4. P. 223–261. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2004.03.005

  6. McKenna M.J., Hargreaves M. Resolving Fatigue Mechanisms Determining Exercise Performance: Integrative Physiology at Its Finest! // J. Appl. Physiol. 2008. Vol. 104, № 1. P. 286–287. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.01139.2007

  7. Zając A., Chalimoniuk M., Maszczyk A., Gołaś A., Lngfort J. Central and Peripheral Fatigue During Resistance Exercise – A Critical Review // J. Hum. Kinet. 2015. Vol. 49. P. 159–169.

  8. Исмайылов Ю.Б., Алиев С.Я. Влияния физической нагрузки различной интенсивности на активность серотонина в крови у волейболисток // Вестн. Моск. гос. обл. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2014. № 1. С. 57−62.

  9. Kocahan S., Dundar A., Onderci M., Yilmaz Y. Investigation of the Effect of Training on Serotonin, Melatonin and Hematologic Parameters in Adolescent Basketball Players // Horm. Mol. Biol. Clin. Investig. 2021. Vol. 42, № 4. P. 383–388. https://doi.org/10.1515/hmbci-2020-0095

  10. Perrier J.-F. If Serotonin Does Not Exhaust You, It Makes You Stronger // J. Physiol. 2019. Vol. 597, № 1. P. 5–6. https://doi.org/10.1113/JP277317

  11. Alberghina D., Giannetto C., Piccione G. Peripheral Serotoninergic Response to Physical Exercise in Athletic Horses // J. Vet. Sci. 2010. Vol. 11, № 4. P. 285–289. https://doi.org/10.4142/jvs.2010.11.4.285

  12. Medica P., Giunta R.P., Bruschetta G., Ferlazzo A.M. The Influence of Training and Simulated Race on Horse Plasma Serotonin Levels // J. Equine Vet. Sci. 2020. Vol. 84. Art. № 102818. https://doi.org/10.1016/j.jevs.2019.102818

  13. Musumeci G., Imbesi R., Trovato F.M., Szychlinska M.A., Aiello F.C., Buffa P., Castrogiovanni P. Importance of Serotonin (5-HT) and Its Precursor L-Tryptophan for Homeostasis and Function of Skeletal Muscle in Rats. A Morphological and Endocrinological Study // Acta Histochem. 2015. Vol. 117, № 3. P. 267–274. https://doi.org/10.1016/j.acthis.2015.03.003

  14. Yamashita M. Potential Role of Neuroactive Tryptophan Metabolites in Central Fatigue: Establishment of the Fatigue Circuit // Int. J. Tryptophan Res. 2020. Vol. 13. Art. № 1178646920936279. https://doi.org/10.1177/1178646920936279

  15. Ruchala I., Cabra V., Solis E. Jr., Glennon R.A., De Felice L.J., Eltit J.M. Electrical Coupling Between the Human Serotonin Transporter and Voltage-Gated Ca2+ Channels // Cell Calcium. 2014. Vol. 56, № 1. P. 25–33. https://doi.org/10.1016/j.ceca.2014.04.003

  16. Калинина Н.И., Зайцев А.В., Веселкин Н.П. Агонисты 5-НТ1 и 5-НТ2-рецепторов по-разному модулируют возбудимость мотонейронов спинного мозга лягушки // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. 2019. Т. 55, № 4. С. 255–262. https://doi.org/10.1134/S0044452919040065

  17. Colgan L.A., Cavolo S.L., Commons K.G., Levitan E.S. Action Potential-Independent and Pharmacologically Unique Vesicular Serotonin Release from Dendrites // J. Neurosci. 2012. Vol. 32, № 45. P. 15737–15746. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0020-12.2012

  18. Kavanagh J.J., McFarland A.J., Taylor J.L. Enhanced Availability of Serotonin Increases Activation of Unfatigued Muscle but Exacerbates Central Fatigue During Prolonged Sustained Contractions // J. Physiol. 2019. Vol. 597, № 1. P. 319–332. https://doi.org/10.1113/JP277148

  19. Falabrègue M., Boschat A.-C., Jouffroy R., Derquennes M., Djemai H., Sanquer S., Barouki R., Coumoul X., Toussaint J.-F., Hermine O., Noirez P., Côté F. Lack of Skeletal Muscle Serotonin Impairs Physical Performance // Int. J. Tryptophan Res. 2021. Vol. 14. Art. № 11786469211003109. https://doi.org/10.1177/11786469211003109

  20. Strüder H.K., Hollmann W., Platen P., Donike M., Gotzmann A., Weber K. Influence of Paroxetine, BranchedChain Amino Acids and Tyrosine on Neuroendocrine System Responses and Fatigue in Humans // Horm. Metab. Res. 1998. Vol. 30, № 4. P. 188–194. https://doi.org/10.1055/s-2007-978864

  21. Perrier J.-F., Delgado-Lezama R. Synaptic Release of Serotonin Induced by Stimulation of the Raphe Nucleus Promotes Plateau Potentials in Spinal Motoneurons of the Adult Turtle // J. Neurosci. 2005. Vol. 25, № 35. P. 7993–7999. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1957-05.2005

  22. Ахметова М.Ж., Нигматуллина Р.Р., Миндубаева Ф.А. Влияние серотонина на время сокращения миокарда у крысят с избытком серотонина в эмбриональном периоде // Рос. кардиол. журн. 2021. Т. 26, № S5. С. 32–33. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-5S

  23. Нигматуллина Р.Р., Садыкова Д.И., Афлятумова Г.Н., Чибирева М.Д. Серотонин, оксид азота и эндотелин-1 крови как ранние маркеры артериальной гипертензии у неполовозрелых крысят // Фундаментальная и клиническая электрофизиология сердца. Актуальные вопросы аритмологии: материалы II Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. А.Ф. Самойлову. Казань, 2018. С. 39–40.

  24. Al-Zoairy R., Pedrini M.T., Khan M.I., Engl J., Tschoner A., Ebenbichler C., Niederwanger A. Serotonin Improves Glucose Metabolism by Serotonylation of the Small GTPase Rab4 in L6 Skeletal Muscle Cells // Diabetol. Metab. Syndr. 2017. Vol. 9, № 1. https://doi.org/10.1186/s13098-016-0201-1

  25. Нигмaтуллинa Р.Р., Нeдoрeзoвa Р.С. Влияние блокатора кальциевых каналов L-типа метоксиверапамила на инотропную функцию миокарда крысят с измененным метаболизмом серотонина // Рос. кардиол. журн. 2022. Т. 27, № S5. С. 49–50. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2022-5S