LEVELS OF FREE PLASMA AMINO ACIDS UNDER ACUTE NORMOBARIC HYPOXIA IN VOLUNTEERS IN FASTED AND POSTPRANDIAL STATES

Abstract

The aim of the study was to assess the effect of acute normobaric hypoxia on free plasma amino acids (AA) in volunteers after overnight fasting and in the fed state. Materials and Methods. Group 1 (n=13, aged 22–32) participated in the study in the morning after overnight fasting. Group 2 (n=9, aged 22–32) took part in the study after a light fat-free breakfast. Acute normobaric hypoxia was achieved by breathing a hypoxic gas mixture (9 % O2 and 91 % N2) through a mask. According to the experimental protocol, blood sampling from the cubital vein was performed for analysis. Free plasma amino acids were analyzed using the Aracus amino acid analyzer. Results. Prior to the hypoxia onset, at the 5th and 20th minutes of hypoxia, no statistically significant differences in free AA levels were observed in the groups (p>0.05). At the 10th minute of hypoxia the levels of four AAs (serine, threonine, glutamine, and histidine) were significantly higher in Group 1 than in Group 2 (p<0.05). This was probably due to differences in functioning of several key “harmonizing” AA transporters (ASCT1 (SLC1A4), ASCT2 (SLC1A5) and LAT1 (SC7A5)), for which the AAs were metabolic substrates. It can be assumed, that such changes were caused by currently unclear mechanisms of fast regulation of AA transporter activity, associated with nutritional status. Conclusion. We believe that our findings may be important for providing better adaptation to hypoxia, and for more efficient correction of hypoxic negative effects. Keywords: acute normobaric hypoxia, free plasma amino acids, human. Цель исследования: изучить воздействие острой нормобарической гипоксии на метаболизм свободных аминокислот (АК) плазмы крови у добровольцев, участвовавших в исследовании натощак и после лёгкого завтрака. Материалы и методы. Первая группа добровольцев (22–32 года, n=13) участвовала в исследовании утром натощак, вторая группа (22–32 года, n=9) – через 2–3 ч после лёгкого безжирового завтрака. Гипоксия создавалась путём подачи через маску дыхательной смеси, содержащей 9 % О2 и 91 % N2. В соответствии с протоколом проводился периодический забор крови из локтевой вены для анализа. Оценка уровней свободных АК плазмы крови производилась с помощью аминокислотного анализатора Aracus. Результаты. До начала гипоксии, на 5-й и 20-й мин гипоксии уровни свободных АК в первой и второй группах значимо не различались (p>0,05). На 10-й мин гипоксии между первой и второй группами наблюдались статистически значимые различия уровней четырёх АК: глутамина, серина, треонина и гистидина (p<0,05). Это, вероятно, было обусловлено изменениями в работе «гармонизирующих» мембранных транспортёров (ASCT1 (SLC1A4), ASCT2 (SLC1A5) и LAT1 (SC7A5)), для которых эти АК являются обменными субстратами. Можно предположить, что данные изменения были опосредованы пока неясными механизмами быстрой регуляции активности этих транспортёров, зависящими от питания. Выводы. Мы полагаем, что полученные результаты могут иметь значение для обеспечения адаптации организма человека к острой гипоксии и эффективной коррекции последствий гипоксического воздействия. Ключевые слова: острая нормобарическая гипоксия, свободные аминокислоты плазмы крови, человек.