Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 16
1.1. Влияние высоких физических и психоэмоциональных нагрузок на 16 организм спортсмена
1.2. Функции кожи и факторы, влияющие на них при занятиях 18 спортом
1.2.1 Защитные функции кожи (механическая защита) 24
1.2.2.Бактерицидные свойства кожи 28
1.2.3. рH кожи 31
1.2.4. Иммунные свойства кожи и аутоиммунные процессы 35
1.2.5. Терморегулирующие функции кожи 40
1.2.6. Микроциркуляция кожи и ее особенности у спортсменов
1.2.7. Дыхательная функция кожи 52
1.2.8. Обменная функция кожи
1.3. Инструментальные методы оценки состояния функций кожи 55
1.4. Влияние внешних факторов и медико-биологических восстанавливающих процедур на кожу спортсменов
1.5. Заключение по литературному обзору 63
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования
2.1. Данные анамнеза и объем проведенных исследований 65
2.2. Определение общей и поверхностной микрофлоры кожи 69
2.3. Методика определения бактерицидности кожи 70
2.4. Оценка общей физической работоспособности 70
2.5. Измерение транскутанного парциального давления кислорода 72
2.6. Изучение функций кожи
2.6.1. Определение микроциркуляции при помощи лазерной допплерографии
2.6.2. Изучение рН, жирности, влажности, температуры кожи с помощью прибора COSMOMED SKIN-O-MATE
2.7. Лабораторные методы исследования 79
2.7.1. Определение кортизола и тестостерона 79
2.7.2. Определение общей и эффективной концентрации альбуминов
2.7.3. Определение протеолитических ферментов 81
2.7.4. Определение холестеринового спектра 82
2.7.5. Иммунологические методы исследования (изучение аутоиммунных процессов гуморального и клеточного типа к антигену кожи)
2.8. Структура и статистический анализ данных 85
ГЛАВА 3. Бактерицидные свойства кожи у спортсменов
3.1. Аутомикрофлора кожи спортсменов 91
3.1.1. Особенности количественного и качественного состава аутомикрофлоры
3.1.2. Возрастные особенности количественного и качественного состава аутомикрофлоры
3.1.3. Количественный и качественный состав аутомикрофлоры при умеренных и высоких физических нагрузках
3.1.4. Зависимость количественного и качественного состава аутомикрофлоры от уровня спортивного мастерства
3.1.5. Особенности количественного и качественного состава аутомикрофлоры при разном уровне тренированности
3.1.6. Сравнительная оценка количественного и качественного состава аутомикрофлоры у пловцов и спортсменов других специализаций
3.1.7. Корреляционный анализ количественного и качественного состава аутомикрофлоры в обследованных группах спортсменов
3.2. Особенности рН кожи при занятиях спортом. 140
3.2.1. Топографические особенности рН кожи 141
3.2.2. Возрастные особенности рН кожи у спортсменов и у лиц, не занимающихся спортом
3.2.3. Показатели рН кожи в зависимости от уровня спортивного мастерства
3.2.4. Особенности рН кожи у спортсменов различных специализаций
3.2.5. Исследование взаимосвязи рН кожи и слизистой ротовой полости у спортсменов
3.3. Бактерицидные свойства кожи у спортсменов 150
ГЛАВА 4. Функциональные свойства кожи при занятиях спортом
4.1. Особенности гидро-липидной мантии кожи у спортсменов 158
4.1.1. рН кожи и ее топографические особенности 161
4.1.2. Жирность кожи и ее топографические особенности 163
4.1.3. Влажность кожи и ее топографические особенности 165
4.2. Показатели микроциркуляции кожи у спортсменов 167
4.2.1. Топографические особенности температуры кожи 169
4.2.2. Топографические особенности микроциркуляции кожи 171
4.3. Аутоиммунные процессы в коже при занятиях спортом 174
ГЛАВА 5. Факторы, влияющие на функциональное состояние кожи у спортсменов
5.1. Влияние внутренних факторов на состояние кожного барьера и 176
микроциркуляцию кожи
5.1.1. Функциональные свойства кожи при нагрузках разной направленности
5.1.2. Особенности микроциркуляции и транскутанного парциального давления кислорода у спортсменов с разной направленностью физических нагрузок
5.1.3. Особенности микроциркуляции кожи в зависимости от уровня спортивного мастерства
5.2. Особенности функциональных свойств кожи на этапах годового
тренировочного цикла
5.2.1. Особенности водно-жировой мантии кожи на подготовительном и соревновательном этапах годового тренировочного цикла
5.2.2. Особенности микроциркуляции кожи на общеподготовительном и соревновательном этапах тренировочного цикла
5.2.3. Особенности аутоиммунных процессов на подготовительном и соревновательном этапах тренировочного цикла и в переходный период
5.3. Влияние внешних факторов на состояние кожного барьера и 194
микроциркуляцию кожи у спортсменов
5.3.1. Состояние кислотно-гидро-липидной мантии кожи у 194
представителей разных видов спорта
5.3.2. Показатели микроциркуляции кожи у представителей разных видов спорта
5.3.3. Влияние спортивной специализации на уровень антигена кожи и аутоантител к нему
5.4. Влияние тренировок циклического характера разной интенсивности и объема на функции кожи у спортсменов
5.5. Анализ воздействия общего и точечного восстанавливающего массажа на функциональные свойства кожи у спортсменов
ГЛАВА 6. Связь функциональных свойств кожи с уровнем общей физической работоспособности и показателями метаболизма у спортсменов
6.1. Функциональные свойства кожи и уровень общей физической работоспособности по тесту PWC 170
6.2. Функциональные свойства кожи и биохимические показатели, характеризующими метаболические процессы
6.2.1. Анаболические процессы и функциональные свойства кожи
6.2.2 Транспортная активность сывороточных альбуминов и функциональные свойства кожи
6.2.3. Уровень КФК в сыворотке крови и функциональные свойства кожи
6.3. Результаты корреляционного анализа 227
6.4. Разработка алгоритма медико-биологического контроля спортсменов-гребцов с использованием неинвазивных методик
Обсуждение результатов исследования 234
Выводы 267
Практические рекомендации 269
Список литературы
- Терморегулирующие функции кожи
- Методика определения бактерицидности кожи
- Количественный и качественный состав аутомикрофлоры при умеренных и высоких физических нагрузках
- Топографические особенности температуры кожи
Введение к работе
Актуальность проблемы
Высокий уровень спортивных достижений предъявляет особые требования к состоянию здоровья спортсменов. Важной физиологической проблемой адаптации организма к интенсивной мышечной работе является проблема удержания основных параметров гомеостаза в таких пределах, в которых ещё возможна полноценная регуляция функций органов и систем (Платонов В.Н., 2004; Савельева В.В., 2009).
Заболевания у спортсменов – результат не занятий спортом как
таковых, а влияния определенных "факторов риска", значимость которых в
разных видах спорта различна (Коновалов В.В., 1998; Румянцева Э.Р., 2005).
Их изучение позволит сохранить здоровье даже в условиях самой
напряженной тренировки, и тем самым будет способствовать
совершенствованию тренировочного процесса, повышению спортивных результатов и надежности спортсменов (Першин Б.Б., Кончугова Т.В., 1996; Исаев А.П., Пичагина С.Г., Потапова Т.В., 2003).
Чрезмерные физические нагрузки оказывают влияние на
функционирование всех систем организма (West N.P. et al., 2009; Murakami
S., Kurihara S., Titchenal C.A., 2010), не составляет исключение и кожа.
Состояние кожи спортсменов нередко является существенным фактором,
определяющим результаты тренировок и соревнований. Являясь сложно-
индивидуальной экологической системой, тесно связанной с внутренней
средой человека и его внешним окружением, кожа участвует в поддержании
соответствующего уровня иммунологической реактивности,
неспецифических факторов защиты и в целом – физиологического статуса организма человека.
Занятия разными видами спорта связаны с воздействием на кожу спортсменов внешних факторов. Так, занятия плаванием связаны с длительным пребыванием в воде, повышенной влажностью, мытьем с применением мыла по нескольку раз в день, кроме того, в ряде случаев в бассейнах используется хлорированная вода (Кузнецова Т.Н., 1989). У лыжников неблагоприятные факторы внешней среды в основном воздействуют на кожу кистей рук и лица. При занятиях в помещениях (гимнастика, борьба, бокс) на кожу оказывают влияние сухой, пыльный воздух. При занятиях в помещениях (гимнастика, борьба, бокс) на кожу оказывают влияние сухой, пыльный воздух. Чрезвыйчайно распространены у спортсменов инфекционные заболевания кожи. На эти проблемы указывается, в частности, в документе Национальной ассоциации тренеров легкой атлетики США (Zinder S.M., Basler R.S., Foley J., Scarlata C., Vasily D.B., 2010).
Особый интерес представляют аутоиммунные процессы, возникающие в организме спортсменов в ответ на выход антигенов кожи в кровяное русло. Многочисленными исследованиями установлено, что под влиянием физических нагрузок у спортсменов повышается образование защитных
антител, нейтрализующих токсические продукты обмена веществ,
образующиеся вследствие высоких функциональных нагрузок на орган и интенсификации обменных процессов в нем (Чернушенко Е.Ф., Когосова Л.С., 1985; Cohn I., 1986). При этом необходимо учитывать, что кожа спортсменов является зоной особого риска – ее целостность может быть нарушена как элементами одежды и обуви, так и непосредственно спортивными снарядами и окружающими поверхностями (лед, ковер). Повреждения кожных покровов имеют место и при непосредственном контакте в единоборствах и игровых видах спорта. Это приводит к повышенному выходу в кровяное русло кожного антигена, что на фоне усиления аутоиммунных процессов может привести к нарушению их физиологического течения.
В ряде случаев бактерицидные свойства кожных и слизистых секретов коррелируют с состоянием иммунной системы, функции которой у значительной части высококвалифицированных спортсменов нарушены вследствие спортивных иммунодефицитов (Суздальницкий Р.С., Левандо В.А., 2003; Shepard R.J., Shek P.N., 1994; Calle M.C., Fernandez M.L., 2010; Papadopoulos E., Muir C., Russell C. et al. 2014).
В настоящее время нет универсальных тестов, позволяющих дать
исчерпывающий ответ на все вопросы оценки здоровья, функционального
состояния и тренированности спортсменов разного пола, возраста и
специализации (Morgado J.P., Monteiro C.P., Matias C.N. et al., 2014). Как
справедливо заметили Ф.А. Иорданская и М.С. Юдинцева (1999), «…
своевременная диагностика слабых звеньев и ранних симптомов
дезадаптации – это первый этап в предупреждении развития
предпатологических и патологических состояний у спортсменов». В связи с этим особый интерес исследователей связан с попытками диагностирования самых ранних признаков нарушения адаптации организма спортсмена к физическим нагрузкам (Загранцев В.В., 2008).
Большинство медико-биологических исследований у спортсменов связано с частыми заборами крови. В последние годы все больше внимания со стороны исследователей различных профилей уделяется новым, неинвазивным методам. Преимущества их использования состоят в том, что полностью исключается возможность инфицирования человека и снижается до минимума стрессовое воздействие при взятии проб биологического материала для анализов.
Внедрение неинвазивных методов в практику спортивной медицины является одним из приоритетных направлений. Так, в этой связи известны успехи внедрения в практику биохимических анализов слезной жидкости, слюны, кожного экскрета, конденсата выдыхаемого воздуха (Сомов Е.Е., Бржеский П.Н., 1994; Хышиктуев Б.С. и др., 1990, 1994; Хышиктуев Б.С., Максименя М.В., Козлов С.А., 2006; Гурина Е.Ю., 2007).
Кожа, являясь поверхностной структурой, доступна для неинвазивных исследований. При этом можно определить как состояние самой кожи, так и
организма в целом, что открывает широкие возможности для использования ее для медико-биологического контроля в спортивной медицине.
В научной литературе, посвященной действию спортивных нагрузок, имеются сведения о повышении или снижении бактерицидности кожи, рН, дисбактериозе. Однако комплексной оценки состояния кожи спортсменов в разных видах спорта, на различных этапах тренировочного цикла в зависимости от уровня спортивного мастерства не проводилось. Не изучена связь состояния кожи спортсменов с показателями заболеваемости, результативностью и интенсивностью тренировочного процесса. До сих пор нет убедительных сведений о степени автономности изменений защитных механизмов кожи от общих изменений системы защиты организма, не установлена связь функциональных показателей кожи с процессами метаболизма в организме спортсменов.
Таким образом, оценка состояния кожных покровов у спортсменов
входит в число актуальных проблем дерматологии и спортивной медицины,
решение которых будет способствовать обоснованию путей
совершенствования спортивного мастерства и сохранению здоровья спортсменов.
Цель исследования
Сравнительнрый анализ функциональных свойств кожи и системных
физиологических показателей у спортсменов при занятиях различными
видами спорта для теоретического обоснования транскутанного
неинвазивного подхода к медико-биологическому контролю за состоянием адаптации и подготовленности спортсменов.
Задачи исследования
-
Изучить бактерицидные свойства кожи у спортсменов и влияющие на них факторы.
-
Определить влияние занятий спортом на кислотно-гидро-липидную мантию кожи.
-
Изучить состояние микроциркуляции кожи у спортсменов и ее связь с интенсивностью и направленностью физических нагрузок.
4. Оценить периферический газообмен методом транскутанной
полярографии.
5. Выявить влияние физической нагрузки циклического характера
разного объема и интенсивности на показатели функционального состояния
кожи у спортсменов и провести сравнительный анализ воздействия на кожу
точечного и общего восстановительного массажа.
6. Оценить аутоиммунные реакции гуморального и клеточного типа к
антигену кожи у спортсменов.
7. Провести анализ функциональных свойств кожи в сочетании с
анализом общей физической работоспособности и показателей метаболизма
у спортсменов и обосновать возможность применения неинвазивных методов
изучения свойств кожи при проведении медико-биологических исследований функционального состояния у спортсменов.
Гипотеза исследования
Так как физиологические функции кожного покрова человека считаются тесно связанными с обменом веществ организма, их исследование у спортсменов и выявление наиболее значимых корреляций с эндокринологическими, метаболическими, иммунными и другими системными физиологическими параметрами может стать теоретической основой для разработки нового, транскутанного подхода к биологическому контролю физического состояния и работоспособности спортсменов. Систематическое изучение физиологических функций кожи в сочетании с количественной оценкой гормонального статуса, метаболических и иммунологических показателей, проводимые у спортсменов разной спортивной специализации, разного уровня подготовки и на разных этапах годового тренировочного цикла, даст необходимые основания для корреляционного анализа и разработки новых исследовательских платформ.
Положения, выносимые на защиту:
у спортсменов соотношение общей и условно-патогенной аутомикрофлоры кожи более благополучно, чем у лиц, не занимающихся спортом, однако под действием высоких физических нагрузок оно нарушается, причем в большей степени у спортсменок;
существует связь бактерицидных свойств кожи с уровнем тренированности, полом и спортивной специализацией;
имеет место нарушение гидро-липидной мантии кожи при занятиях спортом, наиболее выраженное у пловцов;
функциональные свойства кожи зависят от направленности, интенсивности и объема тренировочных нагрузок;
выявлены особенности аутоиммунных реакций гуморального и клеточного типа против антигенов кожи при занятиях спортом;
на основании анализа функциональных свойств кожи с показателями метаболизма в практике медико-биологических исследований могут быть рекомендованы неинвазивные методики, которые в комплексе с общепринятыми методиками, могут быть использованы для выявления нарушений адаптации к физическим нагрузкам у спортсменов.
Научная новизна
Поставлена и решена новая научная проблема создания нового подхода к разработке комплексной диагностической технологии оценки физического состояния спортсменов и их работоспособности на основании оценки физиологических реакций кожи и обоснования возможности его использования в медико-биологическом контроле.
Впервые всесторонне проанализированы факторы, влияющие на бактерицидные свойства кожи, установлено нарушение кислотно-гидро-липидной мантии под влиянием внешних и внутренних факторов при занятиях спортом, показаны изменения микроциркуляции кожи под влиянием физических нагрузок различной интенсивности.
Получены новые данные по бактерицидным свойствам кожи у спортсменов.
Впервые получена всесторонняя сравнительная характеристика особенностей изменения функциональных свойств кожи при занятиях различными видами спорта, в разные периоды соревновательного цикла и в зависимости от степени мастерства спортсменов.
Дополнены и углублены сведения об аутоиммунных реакциях гуморального и клеточного типа к антигену кожи у спортсменов.
Теоретическая и практическая значимость
В результате проведенного исследования обоснована целесообразность и необходимость внедрения новых неинвазивных методов исследования состояния кожи в практику медико-биологического контроля при занятиях спортом.
Установлено, что повышение общей физической работоспособности сопровождается увеличением кислотности и повышением микроциркуляции кожи.
Определено влияние транспортной активности системы сывороточных альбуминов и соотношения уровня тестостерона к кортизолу на функциональные свойства кожи у гребцов.
Показано, что повышение уровня КФК в крови, свидетельствующее о неадекватности физических нагрузок, сопровождается повышением рН, снижением жирности, температуры и микроциркуляции кожи.
На основании результатов корреляционного анализа, включавшего физиологические показатели кожи, с одной стороны, и показатели системного физиологического «статуса», с другой, разработан алгоритм медико-биологического контроля спортсменов-гребцов с использованием неинвазивных методик.
Полученные данные могут быть использованы при совершенствовании системы оценки уровня подготовленности спортсменов.
Внедрение результатов в практику
Результаты исследования внедрены в практику работы медсанчасти колледжа олимпийского резерва №1 Санкт-Петербурга и были апробированы при подготовке студенческой национальной сборной по художественной гимнастике для выступления на Всемирной Универсиаде (январь – июнь 2007 г.), использовались при подготовке сборной Санкт-Петербурга по эстетической гимнастике и молодежной сборной Санкт-Петербурга по академической гребле в 2009-2010 гг. По результатам исследования выпущено 10 учебно-методических пособий.
Личный вклад автора в проведенное исследование
Личное участие автора в получении научных результатов, излагаемых в диссертации, осуществлялось на всех этапах работы и включало исследование спортсменов и лиц контрольной группы, проведение методик, используемых в работе, статистический, математический и научный анализ полученных результатов. Лабораторные исследования проводились автором совместно с сотрудниками клинической лаборатории аллергологии и иммунологии Научно-практического центра стоматологического факультета СПбГМУ имени академика И.П. Павлова и сотрудниками биохимической лаборатории СПбГМУ имени академика И.П. Павлова.
Апробация работы
Материалы диссертации представлены на: Всероссийской научно-
практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития
физической культуры в высших учебных заведениях Минсельхоза России»
(Москва, 2008), международной научно-практической конференции
профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и
аспирантов СПбГАВМ (Санкт-Петербург, 2009), ХIV межрегиональной
научно-практической конференции «Пути и средства повышения
эффективности физического воспитания студентов высшей школы (Тюмень,
2009), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные
проблемы и перспективы развития физической культуры в высших учебных
заведениях Минсельхоза России» (Краснодар, 2009), Всероссийской научно-
практической конференции «Стратегия формирования здорового образа
жизни населения: опыт, перспективы развития» (Тюмень, 2009),
международной научно-практической конференции «Универсиада – как
стимул развития студенческого спортивного движения» (Уфа, 2009), XII
международной научно-практической конференции, посвященной, 70-летию
А.В. Петрова «Компетентностно-деятельностный подход в системе
современного образования» (Горно-Алтайск, 2010), Всероссийской научно-
практической конференции «Стратегия формирования здорового образа
жизни средствами физической культуры и спорта: опыт, перспективы
развития» (Тюмень, 2010), Всероссийской научно-практической
конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития физической культуры в высших учебных заведениях Минсельхоза России» (Тюмень, Саратов, Ставрополь 2010-2014), 60-й научно-практической конференции «Физическая культура студентов» (Санкт-Петербург, 2011).
Всего по теме диссертации опубликована 61 работа, в том числе 16 статей в реферируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертационных исследований на соискание ученой степени доктора биологических наук, 1 монография, 2 главы в монографиях, 11 учебно-методических пособий и 36 работ в других научных изданиях.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 323 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Работа иллюстрирована 98 таблицами и 42 рисунками. Библиографический список литературы содержит 454 источника, в том числе 215 отечественных и 239 иностранных.
Терморегулирующие функции кожи
Важное свойство кожи – обеспечивать защитный барьер между индивидуумом (организмом человека) и окружающей средой. Кожный барьер ограничивает потерю воды, минимизирует поступление токсических соединений, противостоит механической травме. Способность кожи создавать барьер для предохранения организма от агрессивных микроорганизмов и токсинов зависит от возраста, иммунологического статуса и уровня здоровья индивидуума (Богомолец О.В., 2003). В коже функционирует, по крайней мере, три уровня защиты, предотвращающих развитие инфекционных поражений организма: неспецифический защитный барьер, который обусловлен наличием многослойного эпителия с поверхностным ороговевающим слоем, заселенным нормальной микрофлорой и покрытым жирнокислотной мантией, а также постоянным слущиванием чешуек и плотным сцеплением эпителиоцитов друг с другом. Этот барьер обычно достаточно эффективен в защите от сравнительно крупных патогенов (грибов или бактерий), однако зачастую оказывается недостаточно надежным в случае вирусной инфекции (Blank I., 1965). Факторы врожденного иммунитета составляют второй уровень защиты и осуществляют типовое, или шаблонное, распознавание патогенов. Факторы адаптивного иммунитета включаются несколько позже и являются третьим, наиболее тонко реагирующим звеном.
Заболевания кожи снижают защитные свойства кожного барьера: они могут изменять степень гидратации, содержание белка или липидный состав рогового слоя (РС), приводить к повреждению РС из-за нарушений в пролиферации кератиноцитов (Williams M., Elias P., 1993). В эпидермальном барьере пациентов с атопическим дерматитом существует первичный дефект, который вызван замедленным синтезом липидов, особенно церамидов (Werner Y., Lindberg M., 1985; Imokawa G., Abe A., Jin K., Higaki Y., Kawashima M., Hidano A., 1991). Это приводит к появлению дефектов в плазматических мембранах клеток (Schafer L., Kragballe K., 1991; Ogawa H., Yoshiike T., 1992). В результате может возникнуть десятикратное снижение защитной функции кожи, создающее условия для легкого проникновения в организм возбудителей инфекции и их токсинов (Schafer L., Kragballe K., 1991). Аллергический контактный дерматит также снижает барьерные свойства РС, увеличивает восприимчивость к физическим раздражителям и сенсибилизирующим агентам (Brasch J., Burgard J., Sterry W., 1992).
Факторы, влияющие на кожу, делятся на две категории: внутренние и внешние. Кожа может реагировать на один или несколько подобных факторов. Усталость, стресс, тревога, болезнь, гормональные нарушения оказывают непосредственное влияние на состояние кожи. Холод, ветер, солнце, изменение температуры, загрязненный или кондиционированный воздух являются такими же врагами чувствительной кожи, как употребление специй, алкоголь и курение. Все эти факторы могут привести к истончению гидролипидной пленки, и она перестанет выполнять свою роль естественного защитника. При этом происходит обезвоживание кожи.
В доступной литературе очень мало сведений о состоянии кожных покровов у спортсменов. Так, отмечается появление у спортсменов дерматозов, связанных с пребыванием на открытом воздухе и солнечной радиацией, действием холода, действием механических травм и химических косметических агентов, способствующих развитию инфекционных дерматозов (Salmon E.V., Kalis B., 1997).
В последние годы появились сообщения о целлюлите спортсменов в основе которого лежат оксидативные процессы (Topouzov Iv., Goranova Z., 2000). Было установлено, что у спортсменов обоих полов целлюлит развивается в самых нагруженных частях тела: у гребцов и волейболистов – на плечах, у велосипедистов – на бедрах и т.д. По мнению авторов, он является результатом больших физических нагрузок на определенные части тела, что связано с занятиями конкретным видом спорта.
В ходе нормального метаболизма кислород используется митохондриями для получения энергии. Небольшой процент кислорода восстанавливается не полностью, что приводит к образованию промежуточных звеньев этого процесса, именуемых активными формами кислорода (АФК). Некоторые из АФК классифицируются как свободные радикалы. АФК способны повредить клеточные мембраны, что приводит к снижению клеточных и физиологических функций. Во время физических упражнений потребление кислорода увеличивается до 20 раз по сравнению с покоем. В митохондриях активно сокращающихся мышечных клеток потребление кислорода увеличивается до 200 раз по сравнению с покоем. Закономерно, что с ростом потребления кислорода митохондрии начинают производить больше АФК. Практически и при нормальных физиологических реакциях в клетках и тканях организма образуются свободные радикалы кислорода. При ежедневных физических нагрузках их количество значительно возрастает. При редукции электронов молекулы кислорода на каждом этапе последовательно образуются реакционно-способные промежуточные вещества (супероксидный анион, радикал, перекись водорода и гидроксильный радикал). Все они, как и остальные известные свободные радикалы, приносят вред клеточным мембранам, клеткам и тканям, с которыми входят в контакт. Их вредное действие отмечено не только на месте их образования, но и в соседних тканях (Меерсон Ф.З., Копылов Ю.Н., 1993; Ляпков Б.Г., Ткачук Е.Н., 1995; Draelos Z.D., Marenus K.D., 1997).
Методика определения бактерицидности кожи
Обменная функция Обменная функция кожи объединяет собой группу частных функций: секреторную, экскреторную, резорбционную и дыхательную активность, которые обеспечивают главное назначение кожи: служить защитным барьером, жировым и водным депо, емким резервуаром крови, поддерживать постоянство гомеостаза ее состава. Обменная функция кожи заключается в регулирующем действии ее на обмен в организме и синтезе некоторых веществ (меланина, кератина, витамина D и др.). В коже содержится большое количество ферментов, участвующих в белковом, жировом и углеводном обменах. Очень важную роль играет кожа в водном и минеральном обменах. Кожный покров участвует в дыхании, накапливает витамин А. По интенсивности водного, минерального и углекислого обмена кожа лишь немногим уступает печени и мышцам. С возрастом в коже снижаются процессы регенерации эпидермиса, возрастает восприимчивость к действию повреждающих факторов (в частности, солнечных лучей). В пожилом возрасте уменьшается выделение пота, выработка жировых веществ сальными железами, увеличивается потеря витамина D. Иммунные функции кожи также снижаются. Уменьшается с возрастом содержание в дерме воды и клеточных элементов. Снижение гидрофильности кожи и склерозирование (уплотнение) сосудов приводят к атрофии внешней оболочки человека. Окончательная потеря эластичности проявляется в резко выраженной складчатости и морщинистости рельефа эпидермиса (Johnson H.L., Maibach H.I., 1971; Sato K., 1977; Smallridge R.C., Gamblin G.T., Eil C., 1986; Arck P.C. et al., 2006; Oesch F., et al., 2007; Smith K.R., Thiboutot D.M., 2008; Zhou S.S., Li D., Zhou Y.M., Cao J.M., 2012).
Для каждой функции кожи, существует свой ряд параметров, находящихся друг с другом в тесной взаимосвязи. Электрометрические методы основаны на измерении сопротивления (проводимости) кожи при пропускании через нее электрического тока малой силы (не более 1 мА). Так как ткани живого организма состоят из водных растворов электролитов, то величину электропроводности кожи будет определять концентрация ионов (Слынько П.П., 1973). Имеет значение также и содержание воды. Низкая влажность рогового слоя подтверждена послойным определением сопротивления эпидермиса. Установлено, что сопротивление рогового слоя во много раз выше сопротивления нижележащих слоев (Куно Яс., 1961). Величина электросопротивления кожи связана с интенсивностью пото- и салоотделения, концентрацией минеральных солей в тканевой жидкости и почти не зависит от степени кровенаполнения сосудов кожи (Чернух А.М., Фролов Е.П., 1982). Широко известен эффект резкого изменения сопротивления кожи при потоотделении, вызванном психическими раздражителями; он носит название кожногальванического рефлекса (Куно Яс., 1961; Слынько П.П., 1973). На электрометрическом принципе основан метод регистрации интенсивности потоотделения с помощью специального датчика, представлявшего собой пластмассовую камеру со встроенными электродами. Камеру помещали на поверхность кожи испытуемого, заполняли жидкостью с низким удельным сопротивлением (дистиллированной водой) и регистрировали сопротивление растворителя. Вследствие нарастания концентрации солей при потоотделении сопротивление жидкости снижалось (Слынько П.П., 1973). Интенсивность потоотделения можно регистрировать также при помощи гравиметрического метода, основанного на изменении веса фильтровальной бумаги, впитывающей пот (Heckmann М., Breit S., Ceballos-Baumann A. et al., 1999). Подсчет количества активных потовых желез проводится при помощи колориметрического йодкрахмального метода. При этом исследуемый участок кожи испытуемого смазывается йодной настойкой, а после ее высыхания к этому участку прикладывается крахмальная бумага. Подсчитывают количество появившихся на крахмальной бумаге черных точек, соответствующих устьям выводных протоков потовых желез (Куно Яс., 1961; Heckmann М., Breit S, Ceballos-BaumannA. et al., 1999).
Для исследования тонких механизмов выделительной функции кожи применяются методы, основанные на анализе содержания в поте его компонентов. В настоящий момент отработана методика рН-метрии поверхности кожи. Созданы и адаптированы к измерениям на поверхности кожи рН-чувствительные электроды.
Представляется перспективным другой метод исследования ионного обмена водно-липидной мантии кожи, основанный на принципе потенциометрии: определение концентрации ионов Na+, К+, Са2+, Cl– на поверхности кожи. В последние годы проведены попытки накожного измерения концентрации данных ионов с помощью ионоселективных электродов (Матыцин В.О., Кислякова Л.П., Пушкарев Ю.П. и соавт., 2001).
Широко применяется в клинической практике термометрия кожного покрова. Используется инфракрасное тепловидение и термодатчики для регистрации локальной температуры. Термометрия позволяет оценить интенсивность дермального кровотока. Наличие тесной взаимосвязи между деятельностью потовых желез, температурой кожи и дермальной микроциркуляцией позволяет применять термометрию кожи как вспомогательный метод оценки выделительной и терморегуляционной функции кожи.
Количественный и качественный состав аутомикрофлоры при умеренных и высоких физических нагрузках
Как видно на представленной диаграмме в группе спортсменов мужчин учащихся ДЮСШ доля лиц с высоким уровнем поверхностной и глубокой аутомикрофлорой у представителей массовых разрядов и высшего спортивного мастерства одинакова. В группе женщин спортсменок доля лиц с высокой обсемененностью глубокой аутомикрофлорой в группе КМС+МС статистически достоверно выше, чем среди спортсменок 2-3 разрядов -соответственно 17,6 против 0% (р 0,05 при х2=4,65).
У учащихся УОР среди спортсменок и спортсменов разного уровня спортивного мастерства встречаются лица с высокой обсемененностью. Однако и в группе спортсменок УОР доля лиц с большим количеством общей глубокой аутомикрофлоры у представительниц массовых разрядов наименьшая - 9,5 против 20% у КМС+МС (р 0,05 при %2=1,5). В группе спортсменов мужчин УОР связи высокой обсемененности со спортивным мастерством не установлено.
Нами было проведено изучение уровня гемолитической микрофлоры и маннитсбраживающих стафилококков в зависимости от спортивного мастерства у учащихся ДЮСШ (табл. 14) и УОР (табл. 15).
Как видно из таблицы 14, связи количества условно-патогенной аутомикрофлоры кожи с уровнем спортивного мастерства у учащихся ДЮСШ не установлено за исключением глубокой стафилококковой микрофлоры у спортсменов юношей средний уровень которой в группе высшего спортивного мастерства был достоверно ниже, чем у спортсменов массовых разрядов и 1 разряда - соответственно 0,51±0,2 против 1,6±0,5 (р 0,05 при t=2,02) и 1,5±0,46 КОЕ/см2 (р 0,05 при t=l,98).
Как видно из таблицы 15, связи количества условно-патогенной аутомикрофлоры кожи с уровнем спортивного мастерства у учащихся УОР не установлено за исключением глубокой стафилококковой микрофлоры у девушек спортсменок, уровень которой у КМС+МС достоверно выше, чем у спортсменок I и массовых разрядов – соответственно 0,89±0,24 против 0,2±0,06 (р 0,01 при t=2,8) и 0,33±0,11 КОЕ/см2 (р 0,05 при t=2,12).
Для установления связи случаев обнаружения на коже спортсменов гемолитических микроорганизмов с уровнем спортивного мастерства в группах была вычислена доля спортсменов с гемолитическими штаммами (рис. 16).
Установлено, что у спортсменок учащихся ДЮСШ гемолитические микроорганизмы в поверхностной флоре отсутствовали, а в глубокой выделялись только у спортсменок I разряда (9,1%). У спортсменок из УОР гемолитические микроорганизмы чаше всего присутствовали на поверхности кожи спортсменок I разряда (15%), а в глубокой флоре – 1,2 и 3 разрядов (20 и 19%). У спортсменов юношей как в ДЮСШ, так и в УОР гемолитическая флора чаще определялась на коже спортсменов высокой квалификации (МС+КМС), однако статистически достоверных различий, как и в группе спортсменок, выявлено не было.
Наименьшая обсемененность как общей, так и стафилококковой поверхностной и глубокой аутомикрофлорой у учащихся ДЮСШ отмечается у спортсменов мужчин I разряда. При этом средняя обсемененность и доля лиц с высоким уровнем поверхностной и глубокой аутомикрофлорой у представителей массовых разрядов и высшего спортивного мастерства одинакова.
Уровень обсемененности общей глубокой и поверхностной микрофлорой у спортсменок ДЮСШ выше в группе КМС и МС. Различия между представительницами массовых разрядов (II-III) и высшего спортивного мастерства (КМС+МС) установлены только при определении общей глубокой аутомикрофлоры количество которой у спортсменок II-III разрядов оказалось ниже, чем в группе КМС+МС. С этим согласуется и то, что в группе девушек спортсменок высокая обсемененность, как поверхностной, так и глубокой аутомикрофлорой отмечается только в группе (КМС+МС), при этом различий по количеству как поверхностной, так и глубокой стафилококковой аутомикрофлоры в зависимости от уровня спортивного мастерства не установлено.
У учащихся УОР среди спортсменок и спортсменов разного уровня спортивного мастерства встречаются лица с высокой обсемененностью. Однако и среди спортсменок УОР наименьшая доля лиц с большим количеством общей глубокой аутомикрофлоры среди представительниц массовых разрядов. В группе спортсменов юношей УОР связи высокой обсемененности со спортивным мастерством не установлено.
Не выявлено связи количества условно-патогенной аутомикрофлоры кожи с уровнем спортивного мастерства у учащихся ДЮСШ за исключением глубокой маннитсбраживающей стафилококковой микрофлоры у спортсменов юношей, средний уровень которой в группе высшего спортивного мастерства был достоверно ниже, чем у спортсменов массовых и I разряда. У спортсменок учащихся ДЮСШ гемолитические микроорганизмы в поверхностной флоре отсутствовали, а в глубокой выделялись только у спортсменок I разряда (9,1%). Связи количества условно-патогенной аутомикрофлоры кожи с уровнем спортивного мастерства у учащихся УОР установить не удалось за исключением глубокой стафилококковой микрофлоры у девушек спортсменок, уровень которой у КМС+МС достоверно выше, чем у спортсменок I и массовых разрядов. При этом у спортсменок из УОР гемолитические микроорганизмы чаше всего присутствовали на поверхности кожи спортсменок I разряда (15%), а в глубокой флоре – массовых и I разрядов (20 и 19%). У спортсменов юношей как в ДЮСШ, так и в УОР гемолитическая флора чаще определялась на коже спортсменов высокой квалификации (МС+КМС), однако статистически достоверных различий, как и в группе спортсменок, выявлено не было.
Изучение количественного и качественного состава аутомикрофлоры у спортсменов в зависимости от уровня тренированности проводилось в группе 15-19 лет. Уровень тренированности определялся самими спортсменами и характеризовался как «удовлетворительный» (2-3) и «хороший» (4-5). Данные проведенных исследований представлены в таблице 16 (ДЮСШ) и 17 (УОР).
Топографические особенности температуры кожи
Исследования проводились в начале соревновательного этапа годового тренировочного цикла (июнь) в группе спортсменов юношей, занимающихся академической греблей. Все обследуемые являлись кандидатами в мастера спорта, членами юношеской сборной Санкт-Петербурга по академической гребле.
Изучение функциональных свойств кожи проводилось после тренировок разного объема и интенсивности (1 гр. – двухчасовая тренировка средней интенсивности: бег 30 мин и работа на гребном тренажере и 2 гр. – трехчасовая тренировка высокой интенсивности на воде).
Изучение состояния гидро-липидной мантии проводилось в трех точках: лоб, живот, спина. Полученные результаты представлены в табл. 68.
Существенного изменения влажности кожи после тренировки как средней, так и высокой интенсивности не произошло. Отмечается лишь статистически не достоверное ее снижение у спортсменов после высокоинтенсивной тренировки. Жирность кожи статистически достоверно снизилась вне зависимости от интенсивности тренировки – с 40,2±4,2 до 19,3±6,7 мкг/см2 и с 44,7±5,9 до 22,7±5,3 мкг/см2 (р 0,05). Статистически значимое снижение рН установлено только после тренировки высокой интенсивности – с 4,85±0,07 до 4,48±0,08 ед. (р 0,05).
При изучении микроциркуляции кожи (табл. 69) установлено, что в результате тренировки средней интенсивности и незначительного объема при нагрузке циклического характера происходит статистически достоверное повышение ее с 1,54±0,08 до 3,83±0,14 мл/мин (р 0,01), а при высокоинтенсивной тренировке имеет тенденцию к снижению – с 1,65±0,06 до 1,49±0,08 мл/мин (р 0,05 при t=1,6).
Влияние тренировок циклического характера разной интенсивности на показатели микроциркуляции кожи и транскутанное давление кислорода Интенсивность нагрузки Микроциркуляция (мл/мин) Тс рО2 (mmHg)
Транскутанное парциальное давление кислорода статистически достоверно снижается у спортсменов после высокоинтенсивной тренировочной нагрузки – с 44,3±2,9 до 33,7±2,7 mmHg (р 0,05). До и после тренировки проведено изучение топографических особенностей температуры кожи у спортсменов гребцов (табл. 70). Температура измерялась в точках: правая и левая кисть, правая и левая голень, правая и левая стопы, а также на животе над пупком и на спине между лопатками.
Влияние тренировок циклического характера разной интенсивности на температуру кожи (оС) Интенсив- Живот Спина Конечности ность нагрузки До тренир. После тренир. До тренир. После тренир. До тренир. После тренир. Средняя и низкая(n=7) 34,3±0,17 34,6±0,2 34,6±0,14 34,2±0,1 29,9±0,3 30,8±0,2
После высокоинтенсивной тренировки установлено статистически значимое снижение температуры кожи живота и спины – соответственно с 33,7±0,1 до 32,1±0,3 оС и с 34,5±0,1 до 32,4±0,2 оС (р 0,01). При этом температура конечностей существенно не меняется.
Высокоинтенсивные объемные тренировки с физическими нагрузками циклической направленности приводят к снижению рН, транскутанного давления кислорода и температуры кожи спины и живота, а при тренировках со средней интенсивностью и объемом также отмечается снижение жирности кожи, однако уровень микроциркуляции кожи повышается.
Анализ воздействия общего и точечного восстанавливающего массажа на функциональные свойства кожи у спортсменов Нередко тренировочные нагрузки проводятся на фоне хронического утомления. Частые физические перегрузки приводят к перенапряжению опорно-двигательного аппарата и различным предпатологическим состояниям. В этой связи методы восстановления и снятия утомления у спортсменов приобретают первостепенное значение. Из восстановительных мероприятий наиболее важным является массаж. Спортивный массаж применяют в период учебно-тренировочного процесса для совершенствования психофизических качеств и повышения работоспособности спортсмена, в тех звеньях опорно-двигательного аппарата, от которых в период соревновании потребуется наибольшее напряжение – тренировочный массаж (общий и местный) применяется как дополнительное средство тренировки.
При точечном массаже также отмечается снижение микроциркуляции кожи лба, ладоней и стоп, однако повышения микроциркуляции кожи живота не происходит, а увеличение микроциркуляции кожи спины менее выражено – с 1,2±0,05 до 1,5±0,08 мл/мин (р 0,01).
При изучении транскутанного парциального давления кислорода установлено, что на этот параметр наибольшее влияние оказывает не общий, а точечный восстанавливающий массаж (табл. 73). Так Тс рО2 при определении на коже лба при точечном массаже статистически достоверно повышается с 33±4,7 до 58±3,1 mmHg (р 0,01). Таблица 73 Влияние общего и точечного массажа на Тс р02 у спортсменов (mmHg) Группы п7 9 Лоб Живот До массажа Послемассажа р Домассажа Послемассажа р Общий 54,3±3,2 62±4, 1 05 30±3, 3 29±5, 5 05 Точечн ый 33±4,7 58±3, 1 01 25±2, 8 31±3, 0 05 Р 0,01 0,05 0,05 0,05 Точечный массаж влияния на состояние гидро-липидной мантии кожи не оказывает, а общий массаж вызывает статистически достоверное повышение рН. Общий массаж оказывает более выраженное влияние на микроциркуляцию, чем точечный – происходит статитстически достоверное повышение микроциркуляции кожи живота и спины на фоне статистически достоверного снижения микроциркуляции кожи лба, ладоней и стоп. При этом точечный массаж оказывает более выраженное влияние на транскутанное парциальное давление кислорода – происходит его повышение при исследовании на коже лба.