2542-1298 2687-1491 Журнал медико-биологических исследований Journal of Medical and Biological Research Северный (Арктический) федеральный университет 10.37482/2687-1491-Z274 https://journals.narfu.ru/index.php/med/article/view/2066 Реакция эритроцитов у крыс на водно-холодовую среду в зависимости от уровня физической нагрузки Response of Erythrocytes in Rats to a Cold Water Environment Depending on the Level of Physical Activity Монгалёв Николай Петрович Монгалёв Николай Петрович Mongalev Nikolay P. 0000-0002-2817-5780 Вахнина Надежда Алексеевна Вахнина Надежда Алексеевна Vakhnina Nadezhda A. 0000-0002-0779-5171 Бойко Евгений Рафаилович Бойко Евгений Рафаилович Boyko Evgeny R. 0000-0002-8027-898X Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук (Сыктывкар, Россия) Institute of Physiology of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (Syktyvkar, Russia) 11 03 2026 14 1 35 42 12 24 2024 23 10 2025 18 10 2025 © Монгалёв Н.П., Вахнина Н.А., Бойко Е.Р., 2026 2026 Монгалёв Н.П., Вахнина Н.А., Бойко Е.Р. Mongalev N.P., Vakhnina N.A., Boyko E.R. CC BY 4.0 https://journals.narfu.ru/index.php/med/article/view/2066

Система крови – одна из наиболее реактивных систем, реагирующая на различные воздействия внутренней и внешней среды. Авторы настоящего исследования предположили, что ступенчатый плавательный тренинг может способствовать нормализации изменений клеточного состава красной крови животных и использоваться для запуска компенсаторно-восстановительного механизма, обеспечивающего повышение физической работоспособности организма. Цель работы – изучить влияние умеренной водно-холодовой среды на характер адаптационных изменений клеток красной крови у самцов крыс после сидения, свободного плавания и ступенчатого плавательного теста «до отказа» с грузом, составляющим 4 % от массы тела. Материалы и методы. Исследование проведено на половозрелых самцах крыс линии Wistar, разделенных случайным образом на одну контрольную и три экспериментальные (особи, сидевшие в холодной воде по 4 мин в день в течение 8 нед., одноразово плававшие в холодной воде свободными от груза и плававшие в ней с грузом при ступенчатом увеличении его массы от 0 до 4 % с последующим тестом «до отказа») группы. Сравнивалось морфофункциональное состояние красной крови крыс. Результаты. Установлено, что в крови крыс, сидевших в холодной воде, повышение гематокрита, уровня гемоглобина и количества эритроцитов сочеталось с гемоконцентрацией в отличие от животных, плававших в холодной воде. Показана значимая ретикулоцитарная реакция на холодовое воздействие у крыс с нормированным плаванием, свободных от груза. Напротив, у животных, сидевших в холодной воде или плававших с грузом, такая реакция отсутствовала, что может рассматриваться в качестве ценного свидетельства регуляции морфофункционального состояния крови, направленной в конечном итоге на долгосрочную адаптацию организма. Наличие значимой отрицательной корреляционной связи между количеством ретикулоцитов и эритроцитов только у крыс, плававших в холодной воде без груза, может быть следствием проявления скрытого механизма регуляции эритроцитарного пула крови.

The circulatory system is one of the most reactive systems, responding to various internal and external environmental factors. The authors of this study hypothesized that graded swimming training could help to normalize the composition of red blood cells in animals and be used to trigger a compensatory and restorative mechanism that enhances physical performance. The purpose of the article was to investigate the effect of a moderate cold water environment on the nature of adaptive changes in red blood cells in male rats after sitting, free swimming and a graded swimming test to failure with a load of 4 % of their body weight. Materials and methods. The study involved sexually mature male Wistar rats, randomly divided into one control and three experimental (animals that sat in the water for 4 min a day during 8 weeks, those that swam once without a weight, and those that swam with a gradually increasing load from 0 to 4 % and a subsequent test to failure) groups. The morphofunctional state of red blood cells in rats was compared. Results. We found that in the blood of rats that sat in the cold water, an increase in haematocrit, haemoglobin and erythrocyte count was combined with haemoconcentration, in contrast to the animals that swam in the cold water. A significant reticulocyte response to cold exposure was observed in rats that swam without a weight. Conversely, animals that sat in the cold water or swam with a load showed no such response, which can be considered as a valuable indicator of the regulation of the morphofunctional state of the blood, ultimately aimed at long-term adaptation of the body. The significant negative correlation between reticulocyte and erythrocyte counts only in rats that swam in the cold water without a weight may indicate a hidden mechanism of regulation of the erythrocyte pool in the blood.

 Ключевые слова адаптационные изменения красной крови гематокрит гемоконцентрация эритроциты ретикулоциты физическая нагрузка холодовая среда водно-иммерсионная гипотермия Keywords adaptive changes in red blood cells haematocrit haemoconcentration erythrocytes reticulocytes physical activity cold environment water immersion hypothermia Исследование проведено в рамках темы научно-исследовательской работы Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук «Физиолого-биохимические механизмы устойчивости организма человека и животных к факторам Севера и физиче- ским нагрузкам, способы ее повышения и прогностической оценки», FUUU-2022-0063 (регистрационный № 1021051201877-3). The study was conducted within the framework of the research of the Institute of Physiology of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences on the following topic: “Physiological and Biochemical Mechanisms of Resistance of the Human and Animal Body to Northern Factors and Physical Exertion, Methods for Increasing It and Prognostic Assessment”, FUUU-2022-0063 (registration no. 1021051201877-3). 1. Daanen H.A.M., Van Marken Lichtenbelt W.D. Human Whole Body Cold Adaptation // Temperature (Austin). 2016. Vol. 3, No 1. P. 104–118. https://doi.org/10.1080/23328940.2015.1135688 2. Rostomily K.A., Jones D.M., Pautz C.M., Ito D.W., Buono M.J. Haemoconcentration, Not Decreased Blood Temperature, Increases Blood Viscosity During Cold Water Immersion // Diving Hyperb. Med. 2020. Vol. 50, No 1. P. 24–27. https://doi.org/10.28920/dhm50.1.24-27 3. Агишев А.А., Фатеев И.С. Корреляция мощности и уровня гемоглобина для формирования спортивного результата // Здоровье человека, теория и методика физ. культуры и спорта. 2019. No 2 (13). С. 110–120. 4. Бойков В.Л., Мельников А.А., Подоляка О.Б. Особенности гематологических показателей у пловцов элитной и высокой квалификации // Физическая культура и спорт. Олимпийское образование: материалы междунар. науч.-практ. конф. Краснодар: КГУФКСТ, 2021. С. 162–164. 5. Королев Д.С., Архангельская А.Н., Фесюн А.Д., Гуревич К.Г. Особенности изменений гематологических и биохимических показателей у спортсменов-борцов // Физиология человека. 2021. Т. 47, No 5. С. 95–101. https://doi.org/10.31857/S0131164621040056 6. Mairbäurl H. Red Blood Cells in Sports: Effects of Exercise and Training on Oxygen Supply by Red Blood Cells // Front. Physiol. 2013. Vol. 4. Art. No 332. https://doi.org/10.3389/fphys.2013.00332 7. Рыбина И.Л., Жлобович И.Н., Кручинский Н.Г. Ретикулоциты периферической крови как маркер оценки адаптации системы транспорта кислорода к физическим нагрузкам у спортсменов циклических видов спорта // Здоровье для всех. 2018. No 1. С. 11–16. 8. Монгалёв Н.П., Рубцова Л.Ю., Потолицына Н.Н. Глава 10. Реактивность нормоцитов красной крови человека в условиях физической нагрузки и острой нормобарической гипоксии // Физиолого-биохимические механизмы обеспечения спортивной деятельности зимних циклических видов спорта / отв. ред. Е.Р. Бойко. Сыктывкар: Коми респ. тип., 2019. С. 102–114. 9. Зараковский Г.М. Целевая функция адаптации человека (в развитие идей Всеволода Ивановича Медведева) // Физиология человека. 2014. Т. 40, No 6. С. 6–14. https://doi.org/10.7868/S0131164614060150 10. Gibson O.R., Taylor L., Watt P.W., Maxwell N.S. Cross-Adaptation: Heat and Cold Adaptation to Improve Physiological and Cellular Responses to Hypoxia // Sports Med. 2017. Vol. 47, No 9. P. 1751–1768. https://doi.org/10.1007/s40279-017-0717-z 11. Lubkowska A., Bryczkowska I., Gutowska I., Rotter I., Marczuk N., Baranowska-Bosiacka I., Banfi G. The Effects of Swimming Training in Cold Water on Antioxidant Enzyme Activity and Lipid Peroxidation in Erythrocytes of Male and Female Aged Rats // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019. Vol. 16, No 4. Art. No 647. https://doi.org/10.3390/ijerph16040647 12. Тодоров Й. Клинические лабораторные исследования в педиатрии. София: Медицина и физкультура, 1968. 1065 с. 13. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 459 с. 14. Danzl D.F., Pozos R.S. Accidental Hypothermia // N. Engl. J. Med. 1994. Vol. 331, No 26. P. 1756–1760. https://doi.org/10.1056/NEJM199412293312607 15. Иржак Л.И., Гладилов В.В., Мойсеенко Н.А. Дыхательная функция крови в условиях гипероксии. М.: Медицина, 1985. 176 с. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. 16. Кручинский Н.Г., Рыбина И.Л., Нехвядович А.И., Жлобович И.Н. Содержание ретикулоцитов и их субпопуляций различной степени зрелости: адаптационные изменения и взаимосвязь с другими показателями эритроцитарного звена и физической работоспособности в процессе подготовки биатлонистов высокой квалификации // Спортив. медицина: наука и практика. 2011. No 4. С. 7–13. 17. Монгалев Н.П., Вахнина Н.А., Бойко Е.Р. Реакция эритроцитов крыс на ступенчатую плавательную нагрузку и тест «до отказа» в термонейтральной среде // Уч. зап. Казан. гос. акад. ветеринар. медицины им. Н.Э. Баумана. 2023. Т. 256, No 4. С. 178–184. 18. Аль-Рабии М.А.М. Свободнорадикальный гомеостаз и структурно-функциональное состояние мембран эритроцитов крыс при гипотермии: дис. ... канд. биол. наук. Махачкала, 2016. 133 с. 19. Ким А.Е., Шустов Е.Б., Зайцева И.П., Лемещенко А.В. Патофизиологические механизмы неблагоприятного взаимодействия гипоксии и температурных факторов в отношении физической работоспособности // Патол. физиология и эксперим. терапия. 2022. Т. 66, No 4. С. 94–106. https://doi.org/10.25557/0031-2991.2022.04.94-106 20. Banfi G. Reticulocytes in Sports Medicine // Sports Med. 2008. Vol. 38, No 3. P. 187–211. https://doi.org/10.2165/00007256-200838030-00002 1. Daanen H.A.M., Van Marken Lichtenbelt W.D. Human Whole Body Cold Adaptation. Temperature (Austin), 2016, vol. 3, no. 1, pp. 104–118. https://doi.org/10.1080/23328940.2015.1135688 2. Rostomily K.A., Jones D.M., Pautz C.M., Ito D.W., Buono M.J. Haemoconcentration, Not Decreased Blood Temperature, Increases Blood Viscosity During Cold Water Immersion. Diving Hyperb. Med., 2020, vol. 50, no. 1, pp. 24–27. https://doi.org/10.28920/dhm50.1.24-27 3. Agishev A.A., Fateev I.S. Correlation of Power and Hemoglobin Level for the Formation of a Sports Result. Health Phys. Cult. Sports, 2019, no. 2, pp. 110–120 (in Russ.). 4. Boykov V.L., Mel’nikov A.A., Podolyaka O.B. Osobennosti gematologicheskikh pokazateley u plovtsov elitnoy i vysokoy kvalifikatsii [Haematological Parameters in Elite and Highly Qualified Swimmers]. Fizicheskaya kul’tura i sport. Olimpiyskoe obrazovanie [Physical Education and Sports. Olympic Education]. Krasnodar, 2021, pp. 162–164. 5. Korolev D.S., Arkhangelskaya A.N., Gurevich K.G., Fesyun A.D. Characteristics of Changes in Hematological and Biochemical Parameters of Wrestling Athletes. Hum. Physiol., 2021, vol. 47, no. 5, pp. 558–563. https://doi.org/10.1134/S0362119721040058 6. Mairbäurl H. Red Blood Cells in Sports: Effects of Exercise and Training on Oxygen Supply by Red Blood Cells. Front. Physiol., 2013, vol. 4. Art. no. 332. https://doi.org/10.3389/fphys.2013.00332 7. Rybina I.L., Zhlobovich I.N., Kruchinskiy N.G. Retikulotsity perifericheskoy krovi kak marker otsenki adaptatsii sistemy transporta kisloroda k fizicheskim nagruzkam u sportsmenov tsiklicheskikh vidov sporta [Peripheral Blood Reticulocytes as a Marker for Assessing the Adaptation of the Oxygen Transport System to Physical Activity in Athletes Doing Cyclic Sports]. Zdorov’e dlya vsekh, 2018, no. 1, pp. 11–16. 8. Mongalyov N.P., Rubtsova L.Yu., Potolitsyna N.N. Glava 10. Reaktivnost’ normotsitov krasnoy krovi cheloveka v usloviyakh fizicheskoy nagruzki i ostroy normobaricheskoy gipoksii [Chapter 10. Reactivity of Human Normocytic Red Blood Cells During Physical Exertion and Acute Normobaric Hypoxia]. Boyko E.R. (ed.). Fiziologo-biokhimicheskie mekhanizmy obespecheniya sportivnoy deyatel’nosti zimnikh tsiklicheskikh vidov sporta [Physiological and Biochemical Mechanisms of Sports Activity in Cyclic Winter Sports]. Syktyvkar, 2019, pp. 102–114. 9. Zarakovsky G.M. The Objective Function of Human Adaptation: Developing the Ideas of Vsevolod I. Medvedev. Hum. Physiol., 2014, vol. 40, no. 6, pp. 589–596. https://doi.org/10.1134/S0362119714060139 10. Gibson O.R., Taylor L., Watt P.W., Maxwell N.S. Cross-Adaptation: Heat and Cold Adaptation to Improve Physiological and Cellular Responses to Hypoxia. Sports Med., 2017, vol. 47, no. 9, pp. 1751–1768. https://doi.org/10.1007/s40279-017-0717-z 11. Lubkowska A., Bryczkowska I., Gutowska I., Rotter I., Marczuk N., Baranowska-Bosiacka I., Banfi G. The Effects of Swimming Training in Cold Water on Antioxidant Enzyme Activity and Lipid Peroxidation in Erythrocytes of Male and Female Aged Rats. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2019, vol. 16, no. 4. Art. no. 647. https://doi.org/10.3390/ijerph16040647 12. Todorov Y. Klinicheskie laboratornye issledovaniya v pediatrii [Clinical Laboratory Research in Paediatrics]. Sofia, 1968. 1065 p. 13. Glantz S. Primer of Biostatistics. New York, 1997. 473 p. (Russ. ed.: Glants S. Mediko-biologicheskaya statistika. Moscow, 1999. 459 p.). 14. Danzl D.F., Pozos R.S. Accidental Hypothermia. N. Engl. J. Med., 1994, vol. 331, no. 26, pp. 1756–1760. https://doi.org/10.1056/NEJM199412293312607 15. Irzhak L.I., Gladilov V.V., Moyseenko N.A. Dykhatel’naya funktsiya krovi v usloviyakh giperoksii [The Respiratory Function of the Blood Under Hyperoxia]. Moscow, 1985. 176 p. 16. Kruchinskiy N.G., Rybina I.L., Nekhvyadovich A.I., Zhlobovich I.N. Soderzhanie retikulotsitov i ikh subpopulyatsiy razlichnoy stepeni zrelosti: adaptatsionnye izmeneniya i vzaimosvyaz’ s drugimi pokazatelyami eritrotsitarnogo zvena i fizicheskoy rabotosposobnosti v protsesse podgotovki biatlonistov vysokoy kvalifikatsii [Concentrations of Reticulocytes and Their Subpopulations of Varying Maturity: Adaptive Changes and Relationship with Other Erythrocyte Parameters and Physical Performance in Highly Qualified Biathletes in the Course of Training]. Sportivnaya meditsina: nauka i praktika, 2011, no. 4, pp. 7–13. 17. Mongalev N.P., Vakhnina N.A., Boyko E.R. Reaktsiya eritrotsitov krys na stupenchatuyu plavatel’nuyu nagruzku i test “do otkaza” v termoneytral’noy srede [Response of Erythrocytes to Gradually Increased Swimming Exercise and Swimming Test to Exhaustion in Thermoneutral Water]. Uchenye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny im. N.E. Baumana, 2023, vol. 256, no. 4, pp. 178–184. 18. Al’-Rabii M.A.M. Svobodnoradikal’nyy gomeostaz i strukturno-funktsional’noe sostoyanie membran eritrotsitov krys pri gipotermii [Free Radical Homeostasis and the Structural and Functional State of Erythrocyte Membranes in Rats During Hypothermia: Diss.]. Makhachkala, 2016. 133 p. 19. Kim A.E., Shustov E.B., Zaitseva I.P., Lemeshchenko A.V. Pathophysiological Mechanisms of Adverse Interaction of Hypoxia and Temperature Factors in Relation to Physical Working Ability. Patologicheskaya fiziologiya i eksperimental’naya terapiya, 2022, vol. 66, no. 4, pp. 94–106 (in Russ.). https://doi.org/10.25557/0031-2991.2022.04.94-106 20. Banfi G. Reticulocytes in Sports Medicine. Sports Med., 2008, vol. 38, no. 3, pp. 187–211. https://doi.org/10.2165/00007256-200838030-00002