[
На правах рукописи
Горшкова Наталья Евгеньевна
ВЛИЯНИЕ МЫШЕЧНОЙ И ПИЩЕВОЙ НАГРУЗОК НА
ПОКАЗАТЕЛИ СЫВОРОТКИ КРОВИ СПОРТСМЕНОВ,
ТРЕНИРУЮЩИХСЯ В РАЗНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ
03.03.01 – физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Челябинск - 2012
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Курганский государственный университет»
Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Речкалов Александр Викторович
Официальные оппоненты:
Львовская Елена Ивановна - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой биохимии ФГБОУ ВПО «Уральский государственный университет физической культуры» (г. Челябинск) Щурова Елена Николаевна - доктор биологических наук, заведующий лабораторией функциональных исследований клиникоэкспериментального отдела физиологии ФГБУН «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад.
Г.А. Илизарова» Минздравсоцразвития России (г. Курган)
Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Защита состоится 06 апреля 2012 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212.295.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу:
454080, Челябинск, пр. им. Ленина, д. 69, ауд. 116.
С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет».
Автореферат разослан «04» марта 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук П.А. Байгужин
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Важнейшим фактором, обеспечивающим приспособление организма человека к меняющимся условиям внешней среды, является мышечная деятельность. Систематические мышечные нагрузки расширяют адаптационные возможности человека. Приспособление организма к напряженной мышечной деятельности сопровождается глубокой биохимической перестройкой в клетках скелетных мышц, сердца, нервной системы и других внутренних органов (Е.И. Львовская, 2010, С.Л. Сашенков, А.П. Исаев, 2003, В.В. Савкин, 2003; Б.А. Никулин, 2007).Медико-биологический контроль позволяет выявлять реакции организма на физические нагрузки, оценивать уровень тренированности, адекватности применения фармакологических и других восстановительных средств, роли энергетических метаболических систем в мышечной деятельности, воздействия климатических факторов и др. В связи с этим в практике спорта используют биохимические критерии оценки адаптации спортсменов на различных этапах подготовки (Б.А. Никулин, 2007;
К.М. Милашюс, 1998; А.А. Мельников, А.Д. Викулов, 2003).
Гомеостатические механизмы могут компенсировать последствия далеко не всех мышечных напряжений. В ряде случаев они могут оказаться несостоятельными. Применительно к спорту высших достижений тренирующий эффект оказывают только те нагрузки, которые меняют постоянство внутренней среды организма. Регулярное воздействие подобного рода раздражителей оказывает выраженное влияние на свойства этой среды не только в состоянии физиологического покоя, но и непосредственно во время мышечной деятельности, что может стать причиной становления новых, более широких границ гомеостаза (А.А. Кузнецова, Ю.В. Наточин, 1995).
В настоящее время очевидны негативные последствия неадекватных физических нагрузок и растущая необходимость в их ликвидации и профилактики. Поэтому профилактические и реабилитационные мероприятия входят в комплекс подготовки спортсменов. Несомненно, что методы профилактики и нормализации функционального состояния спортсменов после объемных физических нагрузок требуют дальнейшего изучения и совершенствования (И.Ю. Смирнов, В.Н. Левин, Н.П. Здюмаева, 2004).
Биохимические методы исследования, применяемые в динамике, позволяют изучать направленность обменных процессов путем определения специфических промежуточных продуктов обмена в крови, моче и других средах и вносить коррективы в тренировочный процесс (Б.А. Никулин, 2007).
Для исследования функций различных органов и систем, а так же изменения концентраций в сыворотке крови продуктов всасывания в настоящее время используются пробы с пищевыми нагрузками (по Ригелю, Коротько и др.). Применение пищевых нагрузок позволяет изучить особенности разных видов обмена (белковый, углеводный, минеральный) и контролировать их при выполнении тренировочных и соревновательных нагрузок. Для исследования функционального состояния, резервных возможностей и устойчивости различных органов и систем организма к действию мышечного напряжения широко применяются дозированные физические нагрузки (А.П. Кузнецов, А.В. Речкалов, Л.Н. Смелышева, В.И. Кожевников, 2010, Damien J. Angus, Mark A. Febbraio, Mark Hargreaves, 2002, J.F. Brun, J.P. Micallef, 1992).
Таким образом, недостаточная изученность влияния физической нагрузки и последующего приема пищи на показатели сыворотки крови спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах, определила выбор темы и замысел данного диссертационного исследования.
Цель исследования оценка показателей сыворотки крови у спортсменов в процессе долговременной адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам при использовании тестовых нагрузок.
В процессе исследования необходимо было решить следующие задачи:
Определить концентрацию глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора сыворотки крови у спортсменов в процессе адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам.
Оценить влияние пробного углеводного завтрака на уровень глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора в сыворотке крови у спортсменов, тренирующихся в аэробном и анаэробном энергетическом режиме.
Выявить особенности влияния дозированной физической нагрузки и последующего приема пробного углеводного завтрака на концентрацию глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора в сыворотке крови у спортсменов в процессе долговременной адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам.
Научная новизна. Установлены особенности долговременной адаптации спортсменов к нагрузкам различной направленности на уровне показателей сыворотки крови: аэробные нагрузки сопровождаются достоверным снижением глюкозы, магния и существенным повышением натрия, коэффициента белок/глюкоза, которые обеспечивают реакции экономизирующего типа и определяют тонус кровеносных сосудов в процессе выполнения мышечной деятельности.
Адаптация к анаэробным нагрузкам сопровождается достоверным снижением концентрации глюкозы, магния, коэффициента натрий/калий в сочетании с достоверным повышением концентрации общего белка, кальция, калия, натрия, хлора, коэффициента белок/глюкоза сыворотки крови.
Увеличение плазменного белка обеспечивает возросшие потребности организма в энергоносителях в условиях адаптации к гипоксии.
Выявлено достоверное увеличение концентрации кальция у спортсменов, тренирующихся в анаэробном режиме после приема тестового завтрака, что указывает на усиление холинэргической и пептидергической стимуляции в условиях адаптации к мышечной нагрузке в сравнении со спортсменами, тренирующимися в аэробной зоне энергообеспечения.
Впервые установлено достоверно значимое влияние комбинированного применения мышечной и пищевой нагрузки на показатели общего белка, магния, калия, натрия сыворотки крови в сравнении с их изолированным воздействием у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах.
Теоретическая и практическая значимость. Получены новые результаты по особенностям биохимического состава сыворотки крови, которые дополняют существующие представления о механизмах адаптации организма спортсменов к аэробным и анаэробным нагрузкам.
Выявленные особенности биохимического состава плазмы крови спортсменов, тренирующихся преимущественно в аэробной и анаэробной зоне энергообеспечения, можно рассматривать как теоретическую основу для программирования и коррекции процесса подготовки и восстановления спортсменов разных специализаций.
специализированного питания несомненный интерес имеют данные о специфических изменениях в биохимических показателях крови, обусловленных метаболическими потребностями организма при выполнении нагрузок в различных энергетических режимах, которые могут быть использованы для выявления нарушений, вызванных физической нагрузкой у высококвалифицированных спортсменов в тренировочной и соревновательной деятельности.
Полученные результаты могут также служить теоретической базой для разработки рациональных режимов питания у спортсменов, тренирующихся преимущественно в разных энергетических режимах.
Результаты исследований используются для медицинского контроля в Курганском городском врачебно-физкультурном диспансере, а также в лаборатории функциональных исследований научного клиникоэкспериментального отдела физиологии ФГБОУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад.
Г.А. Илизарова» Минздравсоцразвития России для оценки влияния мышечной и пищевой нагрузок на биохимические показатели сыворотки крови ортопедо-травматологических больных, занимающихся лечебной физкультурой с различной степенью интенсивности.
Теоретические положения внедрены в учебный процесс кафедр анатомии и физиологии человека, теоретических основ физического воспитания и адаптивной физической культуры, прикладной химии Курганского государственного университета при преподавании дисциплин «Физиология», «Возрастная физиология», «Физиология экстремальных состояний», «Теория и методика физической культуры», «Спортивная медицина», а также в учебный процесс Курганского базового медицинского колледжа для преподавания дисциплины «Анатомия и физиология человека».
Основные положения, выносимые на защиту:
Специфичность изменений биохимических показателей крови в ответ на применение дозированной велоэргометрической нагрузки и последующего приема пробного углеводного завтрака определяется адаптацией организма к выполнению мышечной деятельности в аэробном и анаэробном режиме энергообеспечения.
Комбинированное применение мышечной и пищевой нагрузки оказывает значительно более выраженное влияние на показатели сыворотки крови у спортсменов, адаптированных к аэробным и анаэробным нагрузкам в сравнении с их изолированным применением.
Сдвиги биохимических показателей крови обусловлены метаболическими потребностями организма спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах.
Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации доложены на Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008); Всероссийской научнопрактической конференции «Психолого-педагогические и медикобиологические проблемы физической культуры и спорта» (Челябинск, 2009), II Всероссийской научно-практической конференции «Состояние окружающей среды и здоровье населения» (Курган, 2009), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения профессора Я.Д. Витебского «Современные проблемы гастроэнтерологии»
(Курган, 2009), Всероссийской научно-практической конференции молодых и начинающих ученых «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта и туризма» (Челябинск, 2010), Межрегиональной научно-практической конференции «Состояние восстановительной медицины и медико-социальной реабилитации на современном этапе» (Челябинск, 2010), XX съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010), Международной научнопрактической конференции «Психолого-педагогические и медикобиологические проблемы физической культуры, спорта, туризма и олимпизма: инновации и перспективы развития» (Челябинск, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 работ. В том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 144 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка использованной литературы. Работа иллюстрирована таблицами и 44 рисунками. Библиографический список включает в себя отечественных и 69 зарубежных источников.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В исследовании принимали участие 53 испытуемых-добровольца мужского пола в возрасте 18-24 лет. Все они прошли углубленное медицинское обследование и по состоянию здоровья были отнесены к основной медицинской группе.По условиям эксперимента, все испытуемые были разделены на три группы. Контрольную группу (n=18) составили лица, уровень повседневной двигательной активности которых ограничивался 4 часами занятий в неделю согласно программе по физической культуре для высших учебных заведений.
Во вторую группу вошли спортсмены высокой квалификации (лыжники, легкоатлеты-стайеры - 1 разряд, КМС, МС), тренирующиеся преимущественно в аэробном режиме (развивающие качество выносливости) (n=23). В третью группу были включены высококвалифицированные (КМС, МС) спортсмены, тренирующиеся преимущественно в анаэробном режиме (развивающие скоростно-силовые качества) (n=12). Данная группа была представлена борцами греко-римского стиля, самбистами.
Все испытуемые-спортсмены состояли на учете в областном врачебнофизкультурном диспансере и регулярно проходили углубленное медицинское обследование. В ходе эксперимента было проведено антропометрическое и соматоскопическое исследование испытуемых.
Для исследования влияния мышечного напряжения на деятельность различных физиологических систем организма человека широкое применение получило использование дозированных велоэргометрических нагрузок (А.А.Виру, П.К. Кырге, 1983; А.П.Кузнецов,1985; В.Л. Карпман и др., 1988; И.В. Аулик, 1990; С.Б. Тихвинский, С.В. Хрущев, 1991, и др.).
Для дифференцировки и дозирования мышечной нагрузки у всех испытуемых, путем прямого определения максимального потребления кислорода (МПК), была определена максимальная аэробная мощность. В соответствии с полученными показателями для каждого испытуемого был рассчитан объем общей работы на уровне 60% от МПК. Во всех случаях продолжительность нагрузки составляла 30 минут, а частота педалирования оборотов в минуту.
В качестве пищевой нагрузки использовали углеводный пробный (тестовый) завтрак: 200 г 10%-й манной каши и 200 мл сладкого чая (Г.Ф. Коротько, Е.Г. Пылева, 2003).
Определение биохимических показателей производили в лаборатории биохимии Государственного учреждения науки Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия им. акад. Г.А. Илизарова»
г. Кургана (заведующий лабораторией - доктор биологических наук, профессор С.Н. Лунева). Забор крови осуществляли из локтевой вены:
натощак, на 30 и 90 минутах после приема пробного завтрака. В сыворотке крови у испытуемых, тренирующихся в разных энергетических режимах, определяли содержание общего белка, альбумина, глюкозы, электролитов кальция, магния, калия, натрия, хлора.
Концентрацию общего белка проводили биуретовым методом, альбуминов – с бромкрезоловым зеленым наборами реагентов фирмы «VITALDIAGNOSTICSSPb», относящихся к серии «VITAL - EUROPE», скомпонованными в соответствии с международными требованиями на фотоэлектроколориметре ФЭК-3М (Россия). Кальций и магний определяли наборами реагентов той же фирмы фотоколориметрическим методом:
кальций – с ортокрезолфталеином, магний – с ксилидиновым синим на анализаторе Stat Fax-1904 Plus (США). Калий, натрий, хлориды в сыворотке крови измеряли на анализаторе электролитов Microlyt 3+2 ionanalyzer (Финляндия) ионоселективными электродами.
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили при помощи дискриминантного анализа и описательных методов математической статистики (Statistica.6). Рассчитывалась средняя арифметическая вариационного ряда (М) и ошибки (m). Для определения достоверности различий переменных вычислялся уровень значимости различий (t-критерий Стьюдента) с определением достоверности различий (p). Различия считали значимыми при p< 0,05.
Дискриминантный анализ использован для ранжирования испытуемых и подтверждения полученных межгрупповых различий по биохимическим показателям.
Для выявления взаимосвязей между исследованными параметрами в общей группе обследованных проведен линейный корреляционный анализ.
«