Белки теплового шока баня

Белки теплового шока (heat shok proteins HSPs) широко распространены в живой природе и являются одними из наиболее консервативных молекул биосферы. Основная функция HSPs — защита биологических систем от повреждающих стрессорных воздействий. В процессе эволюции эукариот некоторые HSPs приобрели функции, позволившие им интегрироваться в систему иммунитета.
Роль HSPs во взаимодействии механизмов врожденного и приобретенного иммунитета определяется способностью HSPs перехватывать антигенные пептиды и репрезентировать их с помощью ДК Т-лимфоцитам в контексте молекул МНС.

Белки теплового шока обеспечивают важные жизненные функции и представлены у всех живых организмов. Продукты генов, наименованные белками теплового шока или белками клеточного стресса, вырабатываемые в условиях гипертермии, изначально были идентифицированы как молекулы, вырабатываемые в ответ на присутствие в клетках белков с нарушенной конформацией. Затем было установлено, что HSPs играют роль шаперонов в нековалентной сборке и демонтаже других макромолекулярных структур, хотя сами не являются перманентными компонентами этих структур при выполнении своих биологических функций.

Реакция белков теплового шока зафиксирована не только в условиях гипертермии, но также при оксидативном стрессе, ацидозе, ишемии, гипоксии-гипероксии, энергетическом истощении клеток и т п. В этих условиях HSPs высвобождаются из некротизированных клеток при разрушении ткани или лизисе инфицированных клеток.

Благодаря особенности распознавания гидрофобных аминокислотных последовательностей на поверхности белков, как предупредительного сигнала о конформационной их нестабильности, HSPs способны осуществлять такие жизненно важные функции, как участие в обеспечении пространственной организации белковых молекул (фолдинге), их стабилизации, коррекции конформационных изменений (рефолдинге), транслокации белков через мембраны внутриклеточных органелл, предотвращении белковой агрегации и деградации нестабильных белков. Наряду с этим, HSPs проявляют антиапоптотическую активность. В совокупности, HSPs выполняют роль буферной системы, противодействующей стохастическим и потенциально дестабилизирующим факторам клеточного окружения.

HSPs играют важную роль в индукции иммуного ответа, в особенности врожденного иммунитета: усиливают активность NK-клеток, созревание АПК и продукцию цитокинов. Пептидные фрагменты расщепляющихся белковых молекул перехватываются HSPs и, в конечном итоге, претерпевая процессинг в АПК, индуцируют реакции адаптивного иммунитета. Таким образом, через активацию АПК и участие в процессинге антигена белки теплового шока интегрируют реакции врожденного и приобретенного (адаптивного) иммунитета.

Иммуностимулирующие свойства проявляют HSP про- и эукаритического происхождения. Способностью к индукции иммунного ответа обладают представители нескольких семейств HSP (кальретикулин, HSP10, HSP60, HSP70, HSP90, HSP100 и HSP170).

Шаперонная функция белков теплового шока осуществляется не только в процессе биогенеза других белков, но и при иммунном ответе на антигены. Изменение окружающей среды при инфицировании создает стрессорную ситуацию как для вторгшегося патогена, так и для клеток хозяина, что проявляется в обоюдной интенсификации синтеза и функциональной активности белков теплового шока. Молекулярные шапероны бактерий выступают в роли лигандов для рецепторов на поверхности клеток хозяина.

HSPs могут быть распознаны TLR2, TLR4. Другие др96, HSP90 и HSP70, взаимодействуют с антигенпрезентирующими клетками через общий рецептор, CD91. HSP-шаперонные пептиды проникают в макрофаг/дендритные клетки через CD91, процессируются и презентируются вместе с молекулами МНС I и МНС II. Это вызывает активацию CD4 и CD8 Т-клеток. HSP-ДК взаимодействие через CD91 ведет к созреванию дендритных клеток и секреции ряда цитокинов.

В результате взаимодействия рекомбинантного HSP 70 М tuberculosis с TLR-2 и TLR-4 in vitro запускается сигнальный каскад с вовлечением адапторных белков MyD88, TIRAP, TRIF и TRAM в эндотелиоцитах человека и в макрофагах мышей происходит активация фактора транскрипции NF-кВ.

Представленный в эндоплазматическом ретикулуме эукариот, шаперон GRP94/gp96 через взаимодействие с TLR-2 и TLR-4 активирует дендритные клетки к инициации CD8′ Т-лимфоцитарного ответа. При этом усиливается экспрессия MICA/B молекул, взаимодействующих с NKG2D рецептором, представленным на поверхности CD8, но не СD4*Т-клеток. При взаимодействии TLR7 с HSP70, активно секретируемым, так и освобождаемым при некротической гибели клеток млекопитающих, усиливается фагоцитарная функция макрофагов. Данный эффект проявляется за несколько минут и выражается не только в стимуляции фагоцитоза, но также и функции представления антигена Т-клеткам через сигнальные пути, опосредуемые фосфоинозитид 3-киназой и р38 МАР-киназой.

В осуществлении презентации антигена хелперным Т-клеткам принимают участие также зрелые В-лимфоциты, экспрессирующие TLR-2 и TLR-4. Они отвечают на LPS, пептидогликан, HSP60 повышением экспрессии МНС II и костимуляторных молекул. HSP 60 человека, но не GroEL E. coli или HSP65 М. tuberculosis индуцируют пролиферацию наивных В-клеток мышей и секрецию ими IL-6 и IL-10.

На сегодняшний день многие рецепторы, распознающие паттерны известных PAMPs прокариотов, грибков, вирусов, простейших патогенов остаются еще не охарактеризованными. Существует взаимосвязь между фагоцитозом и экспрессией TLRs, поскольку активация сигналов через TLR усиливает фагоцитарные процессы, а фагоцитоз модулирует последовательность активации TLR.

Является очевидным, что еще неопределенные молекулярные паттерны могут искажать или направлять адаптивный имунный ответ по Тh-2 типу Возможно, что отсутствие сигналов (например — PAMPs), подобно дефициту своих МНС I для NK-клеточной активации является стимулом для запуска иммунитета второго типа.

Индукция сигналов через Toll-подобные рецепторы может обеспечивать не только защиту организма от различных инфекций. Нарушение функции проводимости данных сигналов приводит к развитию целого ряда патологических процессов в организме. Например, чрезмерная продукция провоспалительных цитокинов эндогенными лигандами может стать причиной развития хронического воспаления, аутоиммунных заболеваний, таких как болезнь Крона, диабет типа 1, атеросклероз. Изменение баланса в сторону провоспалительных цитокинов, вероятно, обусловлено развитием локальных отеков и воспалительных реакций в ЦНС инициированных провоспалительными цитокинами (TNF-a или IL-1p). В формировании длительно сохраняющихся неврологических нарушений принимают участие несколько цитокинов, которые потенцируя продукцию и действие друг друга, дольше сохраняются в циркуляции.

Постоянное присутствие цитокинов поддерживает хронический воспалительный процесс в ЦНС, сопровождающийся демиелинизацией, а в ряде случаев и гибелью нейронов.

Источник статьи: http://meduniver.com/Medical/Physiology/1945.html

Баня и сауна после тренировки

Судя по содержанию статей в интернете и видеороликов на Youtube, спортсмены разделились на два лагеря. Первые утверждают, что сауна после тренировки полезна, вторые выступают с противоположной позицией. Где же истина? Она, как всегда, где-то рядом.

Польза сауны

Начнем рассматривать вопрос с научной точки зрения. Учтем мнения врачей и действующих спортсменов.

Выведение шлаков

Можно услышать рассуждения о том, что посещение сауны или бани помогает вывести из организма токсины. По теории, вместе с потом опасные вещества выходят наружу. Последние данные не слишком оптимистичны. Американские ученые выяснили, что в 2 литрах секрета потовых желез содержится не больше 0,1 нанограмма пестицидов и другой гадости. Это катастрофически мало:

0.1 нанограмма = 1 × 10 -10 граммов.

Получается, что эффект детокса преувеличен. Основную работу по очистке организма выполняют печень и почки. Избавиться от вредных соединений в парилке вряд ли получится.

Быстрое выведение молочной кислоты – тоже миф. Она самостоятельно покидает организм спустя 40 минут после завершения физической активности.

Похудение

С бытовой точки зрения поход в баню помогает сбросить лишний вес. Это правда, или очередной вымысел?

Цифры на весах

Люди приводят первый простой аргумент. Взвешиваются до горячих процедур и после. По итогу оказывается, что масса тела снижается на 1-1,5 кг. Чем не доказательство эффективности? Но не все так просто. На «прожарке» человек теряет вовсе не жир, а жидкость вместе с минералами и солями.

После восполнения дефицита воды потерянный килограмм возвращается на прежнее место.

Польза от сауны все же есть. Если спортсмену нужно максимально быстро попасть в нужную весовую категорию перед соревнованием или выступлением. Дегидратация сохраняется до 2 суток. Времени хватит, чтобы весы показали заветные цифры.

Ускорение метаболизма

Второй аргумент основан на том, что при повышении температуры растет и уровень метаболизма. Обменные процессы идут быстрее, теоретически должен включаться процесс сжигания жиров.

По данным ученых, при повышении температуры тела на 1 градус потребление энергии в состоянии покоя увеличивается на 10-15 %.

Вроде все логично. Но есть одна загвоздка. При экстремальных «градусах» первыми в «топку» идут углеводы, вторыми накопленные в печени гликогены и лишь спустя 50-60 минут организм начинает перерабатывать жир. Стандартное время в парной – 1 час. За это время процесс не успевает запуститься на полную мощность. В итоге эффект стремится к нулю. Или замирает на уровне статистической погрешности.

На принципе повышения температуры работают препараты для сжигания жира – термогеники. Они поддерживают высокие «градусы» длительное время. Но польза от приема веществ перекрывается обширным списком побочных эффектов.

Укрепление сердца

Главная мышца организма получает бонус от сауны благодаря двум механизмам:

Расширение сосудов. Просвет между стенками вен и артерий увеличивается. Кровь начинает двигаться интенсивнее. Положительный эффект аналогичен тому, что наступает при продолжительных кардиотренировках.
Расслабление спазмированных мускулов. «Замершие» мышечные волокна способны сдавливать сосуды. Горячий воздух или пар помогают почувствовать полную релаксацию. Сердцу проще работать с хорошим кровотоком.

Не нужно сидеть в парилке дольше, чем 1 час. Есть риск получить тепловой удар.

Уменьшение воспалений

В условиях жары организм запускает программу спасения. В результате активизируются иммунные клетки и вырабатываются новые. Они с удвоенной силой начинают бороться с опасными бактериями, которые часто становятся причиной воспаления.

В тканях остаются продукты распада, но сильный кровоток быстро вымывает их из мягких тканей, направляя на очистку в печень и почки. Так естественные процессы помогают снизить интенсивность воспалений.

Генерация энергии

Порядка 90 % энергии в клетках производят митохондрии – микроскопические гранулы в форме сфер или эллипсов. Их функции не ограничиваются генерацией «топлива». Вторая задача – уничтожение поврежденных клеток, которые составляют основу для образования онкологических заболеваний.

Тепловой шок создает новые митохондрии в клетках.

Оздоровление организма

Звучит как общий термин без фактических подтверждений. Но аргументы в пользу сауны есть. Ученые недавно выяснили, что под действием экстремальных условий организм вырабатывает шок-белки или белки теплового шока.

Эти ферменты выполняют полезную функцию. В течение жизни внутри мягких тканей скапливаются целые конгломераты, или по-другому, завалы белкового «мусора». Стресс-белки как миниатюрные экскаваторы растаскивают все ненужное, давая кровотоку возможность направить скопления в «очистную систему».

В результате общее самочувствие человека улучшается. У него появляется дополнительная энергия и выносливость.

Ложка дегтя в том, что белки теплового шока вырабатываются не только в бане. Для их генерации подходят любые экстремальные условия. Будь то сильный холод или длительная силовая тренировка.

Психологическая разгрузка

Так повелось, что сауна прочно ассоциируется с отдыхом. Люди принимают водные процедуры чтобы расслабиться, снизить уровень стресса. Действительно, с точки зрения психологии посещение парилки – уменьшение эмоциональной нагрузки. Спортсмен отвлекается от постоянной тревоги за результат и просто наслаждается.

Читайте также: Все проекты срубов бань

Мозг начинает вырабатывать гормоны радости – эндорфин, серотонин и дофамин. Тревога отходит на второй план. Болевые ощущения притупляются.

Все плюсы, указанные ранее, перечеркивает список противопоказаний. Врачи не рекомендуют посещать сауну в следующих случаях:

Организм обезвожен. После тренировки он и так теряет достаточно жидкости.
Высокий пульс. Нельзя продлевать работу сердца на пределе возможностей.
Пониженное содержание калия и магния. Микроэлементы выходят с потом.
Гипертония. После работы с тяжестями давление часто повышается.

Выходит, что польза сауны после тренировки – в большей степени миф. Дорога в парную открыта только людям, у которых жизнь проходит с минимальной физической активностью. В остальных случаях есть риск повредить сердце.

Приведем пример. Спортсмен закончил упражнения и пришел в баню. Его организм обезвожен, нарушен баланс солей и микроэлементов, пульс на уровне 90-100 ударов в минуту. При входе в парилку пот начинает литься ручьями. Выходят остатки жидкости. Кровь сгущается. Сердце начинает биться с большой нагрузкой. Воздуха не хватает, а значит, к тканям поступает мало кислорода.

При таких условиях действие шок-белков и новых митохондрий не покроет ущерб, причиненный организму. Возникнет эффект перетренированности. Восстановление будет идти медленнее.

Правила похода в сауну после тренировки

Дадим ряд рекомендаций, которые позволят извлечь максимальную пользу из похода в парилку:

Подождите, когда пульс придет в норму. Частота сердечных сокращений не должна превышать 75 ударов в минуту. Иначе организм будет работать на износ.
Закройте белково-углеродное окно. Примерно за 30 минут до посещения сауны нужно восполнить энергетические затраты.
Пейте больше жидкости. Находясь в горячем помещении необходимо употреблять воду. Это замедлит процесс быстрой дегидратации.
Не задерживайтесь на жаре. Максимальное время пребывания в сауне или бане – 40 минут. В инфракрасной сауне – 25 минут.
Избегайте перепада температур. Нельзя прыгать в бассейн с холодной водой сразу после выхода из парилки.
Следите за температурой. В бане должно быть не больше 70°C, а в сауне – 90°С. При больших значениях есть риск получить тепловой удар.

Полезно или нет?

Гарантированная польза сауны после тренировки может быть в 2 случаях:

Нужно быстро снизить массу для прохождения в весовую категорию.
Необходимо срочно сбавить градус психологического напряжения.

В остальном водные процедуры не принесут спортсмену положительного результата. Для подготовки к походу в парилку нужно много времени. В промежутках между соревнованиями его не бывает.

В интернете ходит слух о том, что знаменитый бодибилдер Zyzz, он же Азиз Шавернян, умер в сауне на территории Таиланда. Но брат спортсмена заявил, что причиной смерти стала не жара, а врожденный порок сердца. Да и место гибели вовсе не сауна, а массажный салон.

До или после тренировки?

Если перед человеком стоит такой выбор, то следует отдать предпочтение первому варианту. Но только если до начала физической нагрузки достаточно времени. В последней фазе восстановления пульс приходит в норму, растраченные ресурсы организма уже восполнены.

Даже если выбрана сауна после кардиотренировки, скорее всего будет отрицательный эффект. Частота пульса будет повышена слишком долго. Лишние 40 минут нагрузки на сердце вряд ли принесут пользу.

В итоге мы выяснили, что сауна после силовой тренировки – крайне сомнительная процедура. Нужна только для экстренного снижения веса и уменьшения уровня стресса. В остальных случаях лучшим средством для восстановления станет спортивный массаж.

Источник статьи: http://medstape.ru/vosstanovlenie-sil/banya-i-sauna-posle-trenirovki