МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ КИСЛОРОДНОГО ГОМЕОСТАЗА ПРИ ГИПОДИНАМИИ

The obtained results allow to conclude that the reduction of gas 

exchange may be a physiological response to increased breathing 
resistance, which initiates a control signal at the level of the 
central nervous system (CNS). Obviously, tissues and organs have 
different hierarchically organized ability to reduce energy costs. This 
reaction can be carried out by the reduction in oxygenation of the 
tissues that are not participating in the performance of the vital 
functions (muscles of the limbs) [2].
References.
1.
Grishin OV, Uryumtsev DYu, Grishin VG. Fiziol Cheloveka. 2014; 

40(1):101-105.
2.
Chiappa GR, Ribeiro JP, Alves CN, et al. Eur J Appl Physiol. 2009; 

106(2):297–303.
DOI:10.12737/12476

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ КИСЛОРОДНОГО 

ГОМЕОСТАЗА ПРИ ГИПОДИНАМИИ

С.Р. Усманова, Е.Е. Исаева, В.Г. Шамратова

ФГБОУ ВПО Башкирский государственный университет, г. Уфа

agent373@mail.ru Исаева Е.Е.

Для большинства клеток организма человека снабжение кислородом 

является необходимым условием жизни. При кислородном голодании тканей 
развивается 
гипоксия, 
сопровождающаяся 
нарушением 
клеточного 

метаболизма и, прежде всего, состояния энергозависимых процессов. В 
настоящее время человек сталкивается с этой проблемой в связи с 
гиподинамией, которая является отягощающим фактором урбанизации и 
технизации жизнедеятельности современного общества.
По оценке ВОЗ 

физическая активность около 60% населения Земли не достигает уровня, 
необходимого для поддержания и сохранения здоровья. Особые опасения 
вызывает возрастание доли лиц  с ограниченной двигательной активностью 
(ДА) среди молодежи. С этой точки зрения наиболее уязвимыми являются 
студенты, которые в силу особенностей самого процесса обучения, как 
правило, ведут малоподвижный образ жизни.
Учитывая это, мы изучили 

особенности функционирования некоторых звеньев кислородтранспортной 
системы (КТС) и их взаимодействия у студентов при разном уровне ДА.

В исследовании приняли участие 110 юношей и девушек в возрасте 18
22 лет. ДА студентов оценивали согласно рекомендациям ВОЗ [1]: низкая 
(НДА), умеренная (УДА), высокая (ВДА). 

В крови испытуемых определяли общее число  эритроцитов, содержание 

гемоглобина (Hb), средний объем эритроцита, гематокрит, среднюю  
концентрацию гемоглобина в эритроците, а также показатели кислородного 
режима: парциальное давление кислорода (рО2) и СО2, степень кислородной 
сатурации и содержание фетального гемоглобина (FetHb). У тех же 
студентов 
определяли 
артериальное 
давление, 
частоту 
сердечных 

сокращений, рассчитывали  периферическое сопротивление сосудов, ударный 
и минутный объем кровообращения.

Установлено, что при гиподинамии не происходит значимых изменений 

количественных, качественных и корпускулярных характеристик красной 
крови, а также гемодинамических параметров по сравнению с их уровнем у 
студентов 
с 
умеренной 
ДА. 
Вместе 
с 
тем 
ограничение 
мышечной 

деятельности сопровождается снижением парциального давления кислорода и 
степени кислородной сатурации крови на фоне существенного возрастания 
доли FetHb, имеющего более высокое сродство к кислороду, чем основная 
фракция Hb.
Эти факты свидетельствуют о формировании в организме, 

испытывающем дефицит ДА, компенсаторных реакций, направленных
на 

возрастание экспрессии гена эмбриональной формы Hb . 

Более полное представление о вкладе различных систем транспорта 

кислорода и взаимодействии разных механизмов позволил факторный анализ, 
проведенный по матрице показателей системы кровообращения, газового 
состава, красной крови и гемоглобинового спектра. Выяснилось, что 
ограничение ДА вызывает комплекс физиологических реакций, реализующихся 
на разных регуляторных уровнях, в том числе и молекулярно-генетическом. 
Так,  доминирующий фактор с высокими нагрузками объединил уровень 
двигательной активности, ударный объем крови, ДАД (у юношей), ЧСС (у 
девушек), рО2 и концентрацию   FetHb.

Таким 
образом, 
обеспечение 
адекватного 
потребностям 
клеток 

содержания кислорода в крови при изменении интенсивности физических 
нагрузок 
достигается 
не 
только 
путем 
мобилизации 
центральной 

гемодинамики, но и благодаря дополнительному синтезу и  поступлению в 
сосудистое русло молекул FetHb, обладающих повышенной способностью 
связывать кислород.  Согласно современным представлениям, действие 
данного молекулярно-генетического механизма контролируется гипоксия индуцируемым фактором (ГИФ), являющимся
прямым кислородным сенсором 

[2-4]. Под его влиянием усиливается экспрессия ряда генов, продукты 
которых обеспечивают адаптацию организма к недостатку кислорода, в том 
числе и за счет 
усиления синтеза γ-цепей Hb
в эритробластах и 

возрастания в крови доли FetHb.

Список литературы.

1.
Глобальные рекомендации по физической активности для здоровья 

Всемирная 
организация 
здравоохранения, 
2010 
г.,

http://whqlibdoc.who.int/publications/2010/9789244599976_rus.pdf
2. Huang, L.E. Inhibition of hypoxia-inducible factor 1 activation by 
carbon monoxide and nitric oxide. Implications for oxygen sensing and 
signaling // J. Biol. Chem. - 1999. - Vol. 274, № 13. - P. 9038—9044.
3. Lando D, Gorman J. J, Whitelaw M. L, Peet D. J. Oxygen-dependent 
regulation of hypoxia-inducible factors by prolyl and asparaginyl 
hydroxylation // Eur J Biochem. 2003. V. 270 (5).  P. 781–790.
4. Masson, N. and Ratcliffe, P. J. HIF prolyl and asparaginyl 
hyroxylases in the biological response to intracellular O2 levels // J. 
Cell Sci. 2003. V. 116. P. 3041–3049.

THE ROLE OF THE MOLECULAR-GENETIC MECHANISM OF REGULATION OF 

OXYGEN HOMEOSTASIS DURING PHYSICAL INACTIVITY

S.R. Usmanova, E.E. Isaeva, V.G. Shamratova

Bashkir State University, Ufa, Russian Federation

agent373@mail.ru Исаева Е.Е.

For most cells, the supply of oxygen is a necessary condition for 

life. An insufficient supply of oxygen to a cell leads to tissue 
hypoxia which is associated with impaired cellular metabolism and the 
state of energy-dependent processes. Currently, a person is faced with 
this problem in connection with physical inactivity, which is an 
aggravating factor of urbanization of life in the modern
society. 

According to the World Health Organization (WHO), the physical activity 
of about 60% of the population does not reach the levels necessary for 
the maintenance and preservation of health. The biggest concern is the 
increase in the proportion of persons with limited physical activity 
(PA) among young people. From this point of view, the most vulnerable 
individuals are students who generally lead a sedentary lifestyle. With 
this in mind, we have studied the peculiarities of functions of some 
components of the oxygen transport system and their interactions among 
students with different levels of PA.

The study involved 110 young men and women ages from 18 to 22. PA 

of students were evaluated according to WHO recommendations [1]: low 
(LPA), moderate (MPA), and high (HPA). 

In the blood of the subjects, the total number of erythrocytes, 

hemoglobin content (Hb), mean corpuscular volume, hematocrit, an 
average concentration of hemoglobin in the erythrocyte, as well as the 
indicators of oxygen regimen (partial pressure of oxygen (pO2) and CO2, 
the degree of oxygen saturation), and content of fetal hemoglobin 
(FetHb) were measured. For those students, we also determined blood 
pressure, heart rate, calculated peripheral vascular resistance, 
stroke, and minute volume of blood circulation.

No 
significant 
changes 
in 
quantitative, 
qualitative 
and 

corpuscular characteristics of red blood as well as hemodynamic 
parameters were found that in LPA group compared to MPA students. 
However, the limitation of the muscle activity was accompanied by a 
decrease in the partial pressure of oxygen and the degree of oxygen 
saturation of blood along with significant increases in the proportion 
FetHb, which has a higher affinity for oxygen than the Hb fraction. Our 
findings indicate that physical inactivity activates the compensatory 
mechanisms directed on the induction of FetHb expression. 

A more complete understanding of the contribution of the different 

components of the oxygen transport system and the interaction of 
various mechanisms was allowed by the factor analysis that was 
conducted on the matrix of indices of the circulatory system, gas 
composition, red blood cell characteristics, and hemoglobin contents. 
It was found that physical inactivity (LPA group) causes complex 
physiological reactions that are realized at different regulatory 
levels, including molecular-genetic levels. Thus, the dominant factor 
with high loadings combined levels of physical activity, stroke volume,
diastolic 
blood 
pressure 
(men), 
heart 
rate 
(women), 
pO2
and 

concentration of FetHb.

Thus, the adequate supply of the cells with oxygen during changes 

in the intensity of physical activity is achieved not only through the 

mobilization of central hemodynamics, but also due to the activation of 
synthesis of  FetHb which has an enhanced ability to bind oxygen. The 
effect of this molecular-genetic mechanism is controlled by hypoxia inducible factor (HIF), which is a direct oxygen sensor [2-4]. 
Downstream targets of HIF are a number of genes whose products provide 
adaptation to hypoxia including an activation of the synthesis of γglobin in the erythroblasts and the increase in FetHb content in blood. 

References.

1. Global recommendations on physical activity for health, world health 
organization, 
2010, 

http://whqlibdoc.who.int/publications/2010/9789244599976_rus.pdf. 
2. Huang L. E. Inhibition of hypoxia-inducible factor 1 activation by 
carbon monoxide and nitric oxide. Implications for oxygen sensing and 
signaling // J. Biol. Chem. - 1999. - Vol. 274, No. 13. - P. 9038-9044.
3. Lando D., Gorman J., Whitelaw M. L, Peet D. J. Oxygen-dependent 
regulation of hypoxia-inducible factors by prolyl and asparaginyl 
hydroxylation // Eur J Biochem. 2003. V. 270 (5). P. 781-790.
4. Masson N. and Ratcliffe P. J. HIF prolyl and asparaginyl hyroxylases 
in the biological response to intracellular O2 levels // J. Cell Sci. 
2003. V. 116. P. 3041–3049.
DOI:10.12737/12477

ИЗМЕНЕНИЕ ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНОГО СТАТУСА И ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ 

ЖИВОТНЫХ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПОСТВИРУСНОЙ УСТАЛОСТИ

Филатенкова Т.А., Фомичева Е.Е., Шанин С.Н.

Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение «Институт 

Экспериментальной Медицины», Санкт-Петербург

lero269@gmail.com

Ключевые слова:
крысы, синдром поствирусной усталости, физическая 

активность
Основными проявлениями синдрома поствирусной усталости (хронической 
усталостиСХУ) являются выраженная немотивированная общая слабость, 

повышенная утомляемость, страх, тревога и другие нейропсихические 
расстройства 
и 
дисфункции 
нейроэндокринной 
и 
иммунной 
системы. 

Моделирование этого заболевания позволяет изучать механизмы его 
возникновения и развития, и рассматривать их с позиций нарушений 
функций нервной системы, нейроэндокринно-иммунных взаимодействий [1,2]. 
Наиболее удачной является предложенная японскими 
учеными модель 

иммунологически индуцированной поствирусной усталости, ассоциированной 
с вирусной инфекцией, вызываемой внутрибрюшинным введением крысам 
синтетической двуцепочечной РНК ( Poly I:C) в дозе 3 мг/кг массы тела 
[3].   Целью настоящей работы явилось изучение изменения физической 
активности животных и их психоэмоционального статуса при развитии 
синдрома поствирусной усталости в эксперименте.  
Методы Работа выполнена на взрослых крысах-самцах породы Wistar массой 
200-250 г. Для определения степени физической активности животных 
применялся тест «принудительное плавание» Установка представляет собой