Механизмы влияния серотонина на физическую работоспособность: описательный обзор
DOI:
https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z168Ключевые слова:
серотонин, физическое утомление, физическая работоспособность, мышцы, физиологические механизмы, биохимические реакцииАннотация
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.
Скачивания
Библиографические ссылки
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
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
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
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
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
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
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
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
