Изучение активности лекарственных средств, повышающих физическую работоспособность
В рамках доклинического исследования оцениваем эффективность лекарственных средств, направленных на повышение физической работоспособности, выносливости и ускорение восстановления после нагрузок. Модели воспроизводят ключевые патофизиологические и физиологические механизмы: энергетический дефицит, накопление лактата, оксидативный стресс, митохондриальную дисфункцию, утомление центральной и периферической нервной системы.
Мы можем адаптировать наш протокол под Ваши задачи и механизм действия Вашего препарата (активаторы AMPK, модуляторы метаболизма жирных кислот, антигипоксанты, митохондриальные протекторы, адаптогены, NO-доноры и др.).
Данное исследование подойдет для разработчиков
- Эргогенных средств – препараты, повышающие выносливость и работоспособность при физических нагрузках.
- Адаптогенов и антигипоксантов – для подтверждения защитного эффекта при гипоксии, перегревании, охлаждении и других стресс-факторах.
- Средств для ускорения постнагрузочного восстановления – снижение утомления, мышечной болезненности, воспаления после интенсивных нагрузок.
- Препаратов для терапии состояний, сопровождающихся снижением работоспособности – астения, саркопения, хроническая усталость, постинфекционная астения.
- Митохондриально-ориентированных препаратов – оценка влияния на биогенез митохондрий, окислительное фосфорилирование и энергетический обмен в скелетных мышцах и сердце.
Модели для оценки физической работоспособности (in vivo)
| Модель | Характеристика | Тип нагрузки / индукция |
|---|---|---|
| Принудительное плавание с отягощением | Классический тест «до отказа»; время удержания на поверхности, длительность активного плавания | Острая истощающая нагрузка |
| Бег на тредмиле до изнеможения | Оценка максимальной дистанции, времени до отказа, скорости, потребления кислорода | Острая/субхроническая нагрузка |
| Добровольное вращающееся колесо (running wheel) | Спонтанная двигательная активность в домашней клетке, суточный пробег | Хроническая произвольная нагрузка |
| Тест «вертикальный канат» / подтягивание на рейке | Сила и выносливость мышц передних конечностей (грызуны) | Статическая нагрузка |
| Тест «ротарод» (rotarod) | Координация, баланс, удержание на вращающемся стержне (оценка утомления ЦНС) | Сенсомоторная нагрузка |
| Модель хронической усталости (CFS) | Комбинация многодневного принудительного плавания + фармакологического истощения (резерпин/БЦЖ) | Хронический утомительный стресс |
| Модель гипобарической гипоксии | Работоспособность в условиях пониженного парциального давления O2 (барокамера, гипоксическая смесь) | Острая/интервальная гипоксия |
| Мыши BALB/c, C57BL/6, крысы Wistar/Sprague-Dawley | Интактные или физически нетренированные животные – модельный фон для базовой оценки | – |
| Мыши с генетическими нарушениями энергетического обмена (например, нокауты по PGC-1α, AMPK) | Модели митохондриальной дисфункции, низкой выносливости | – |
В исследовании оцениваем:
Показатели физической работоспособности и выносливости:
- Время до отказа (плавание/бег), пройденная дистанция, максимальная скорость
- Критическая мощность нагрузки
- Восстановление ЧСС, потребления кислорода, респираторного коэффициента (RQ)
- Показатели электромиографии (утомляемость мышц)
- Поведенческие шкалы утомления (визуальная оценка по шкале Геллера для грызунов)
Биохимические маркеры энергетического обмена:
- Лактат крови и мышечной ткани (до, во время и после нагрузки)
- Концентрация глюкозы, свободных жирных кислот, гликогена в печени и мышцах
- Активность креатинкиназы (КК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ)
- Уровень АТФ, АДФ, АМФ, креатинфосфата (ВЭЖХ)
- Активность митохондриальных ферментов (цитратсинтаза, комплексы ЭТЦ)
Оксидативный стресс и антиоксидантная защита:
- Малоновый диальдегид (МДА), диеновые конъюгаты, карбонилированные белки (в мышцах, плазме)
- Активность супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, глутатионпероксидазы (GPx)
- Содержание восстановленного (GSH) и окисленного (GSSG) глутатиона
- Продукция активных форм кислорода (АФК) в митохондриях (с помощью люцигенина, DCFH-DA)
Воспаление и мышечное повреждение:
- Цитокины: IL-6, IL-1β, TNF-α, IL-10 (после эксцентрической нагрузки)
- Миоглобин, тропонин I (при повреждении миокарда и скелетных мышц)
- Гистологическая оценка повреждения мышечных волокон (центральные ядра, некроз, инфильтрация)
- Активность металлопротеиназ (MMP-2, MMP-9)
Морфологический и гистологический анализ:
- Гистология скелетной мышцы (типы волокон I/II, площадь поперечного сечения, капилляризация)
- Окраска на сукцинатдегидрогеназу (СДГ) и НАДН-диафоразу (оценка оксидативного потенциала)
- Иммуногистохимия: PGC-1α, PPARδ, AMPK, GLUT4, MCT1/MCT4
- Гистология печени (оценка запасов гликогена – PAS-окраска)
- Электронная микроскопия митохондрий (плотность, кристы, повреждения)
Функциональные и поведенческие тесты:
- Оценка мышечной силы: тест «сжатие лапы» (grip strength test), тест на удерживающую способность
- Оценка координации: ротарод, тест «балансирующая балка»
- Оценка тревожности и мотивации (для исключения влияния на двигательную активность): открытое поле, приподнятый крестообразный лабиринт
Дополнительная возможность — фармакокинетика на фоне нагрузочных тестов
Оценка фармакокинетики изучаемого средства в условиях физической нагрузки (изменение кровотока в мышцах, перераспределение препарата, ускорение метаболизма) – позволяет приблизить результаты к реальному применению у активных людей или спортсменов. Возможен забор крови во время нагрузки без остановки эксперимента.
Мы предоставляем
- Стандартизированные протоколы нагрузочных тестов для грызунов
- Специфические модели (острая/хроническая нагрузка, гипоксия, утомление)
- Возможность комбинировать оценку эффективности и фармакокинетики
- Готовый отчёт (включая статистическую обработку, графики выносливости, гистологию)
- Адаптацию протокола под ваш запрос (режим введения препарата, выбор моделей и биомаркеров, длительность исследования)