Response of Erythrocytes in Rats to a Cold Water Environment Depending on the Level of Physical Activity
DOI:
https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z274Keywords:
adaptive changes in red blood cells, haematocrit, haemoconcentration, erythrocytes, reticulocytes, physical activity, cold environment, water immersion hypothermiaAbstract
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.
Funding. 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).
Downloads
References
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
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
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.
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.
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
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
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.
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.
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
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
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
Тодоров Й. Клинические лабораторные исследования в педиатрии. София: Медицина и физкультура, 1968. 1065 с.
Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 459 с.
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
Иржак Л.И., Гладилов В.В., Мойсеенко Н.А. Дыхательная функция крови в условиях гипероксии. М.: Медицина, 1985. 176 с.
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.
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.
Аль-Рабии М.А.М. Свободнорадикальный гомеостаз и структурно-функциональное состояние мембран эритроцитов крыс при гипотермии: дис. ... канд. биол. наук. Махачкала, 2016. 133 с.
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
Banfi G. Reticulocytes in Sports Medicine // Sports Med. 2008. Vol. 38, No 3. P. 187–211. https://doi.org/10.2165/00007256-200838030-00002
