Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 18
1.1. Основные факторы обеспечения качества клинико-лабораторного контроля в спортивной медицине и биологии 18
1.1.1. Особенности преаналитического этапа клинико-лабораторных исследований в спортивной медицине 18
1.1.2. Аналитический этап клинико-лабораторной диагностики с учетом особенностей спорта высших достижений
1.2. Виды биоматериала, используемого для биохимического мониторинга тренировочного процесса 29
1.3. Общие подходы к разработке референтных величин клинико-лабораторных показателей в спорте высших достижений 32
1.4. Современные подходы оценки адаптационных возможностей спортсменов с использованием клинико-лабораторных показателей
1.4.1. Неспецифические адаптационные реакции организма в системе оценки адаптации организма к высокоинтенсивным физическим нагрузкам 35
1.4.2. Кислородтранспортные возможности крови и их динамика под влиянием тренировочной и соревновательной деятельности 38
1.4.3. Особенности применения классических биохимических маркеров адаптации к тренировочным нагрузкам различной направленности 44
1.5. Адаптивные изменения в организме спортсменов циклических видов спорта при подготовке в гипоксических условиях и пересечении часовых поясов
1.5.1. Биохимический механизм адаптации организма спортсменов циклических видов спорта при подготовке в гипоксических условиях 52
1.5.2. Особенности влияния биоритмов на состояние метаболических процессов в организме человека
1.6. Перспективные направления применения биохимического мониторинга в прогнозировании успешности соревновательной деятельности спортсменов циклических видов спорта 56
1.7. Влияние генетических особенностей организма спортсменов на процессы метаболической адаптации к тренировочным нагрузкам 59
ГЛАВА 2. Организация и методы исследования
2.1. Организация исследований 66
2.2. Характеристика групп обследованных спортсменов
2.2.1. Контингент спортсменов для оценки срочной адаптации 68
2.2.2. Характеристика групп обследованных спортсменов для оценки долговременной адаптации 71
2.2.3. Контингент спортсменов для оценки взаимосвязи характера метаболической адаптации с результатами соревновательной деятельности 72
2.2.4. Характеристика групп обследованных спортсменов для оценки горной и климато-поясной адаптации к тренировочной и соревновательной деятельности 73
2.2.5. Контингент обследуемых для молекулярно-генетического тестирования 74
2.3. Характеристика методов исследования 74
2.3.1. Анализ специальной литературы 74
2.3.2. Тестирование физической работоспособности 75
2.3.3. Клинико-лабораторные методы исследования 75
2.3.4. Молекулярно-генетические методы исследования
2.3.5. Оценка диагностической информативности клинико-лабораторных исследований 82
2.3.6. Методы математического моделирования и математической статистики 83
Результаты исследований 85
ГЛАВА 3. Оценка срочной адаптации организма спортсменов высокой квалификации циклических видов спорта к тренировочным и соревновательным нагрузкам
3.1. Разработка алгоритма стандартизации этапов клинико-лабораторного контроля в спорте высших достижений 85
3.2. Биоэнергетические критерии физической работоспособности спортсменов циклических видов спорта и их связь с особенностями биохимической адаптации при выполнении стандартной физической нагрузки
3.2.1. Биоэнергетические модели подготовленности спортсменов циклических видов спорта по результатам стандартного тестирования 91
3.2.2. Особенности изменения клинико-лабораторных показателей у спортсменов циклических видов спорта при выполнении максимальной велоэргометрической нагрузки
3.3. Особенности биохимической адаптации к нагрузкам различной направленности у биатлонисток высокой квалификации 97
3.4. Метаболические реакции организма высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта при соревновательной деятельности 102
3.4.1. Особенности биоэнергетики соревновательной деятельности спортсменов высокого класса в биатлоне 103
3.4.2. Особенности скорости элиминации лактата из периферической крови у высококвалифицированных лыжников-гонщиков во взаимосвязи со спортивным результатом и метаболическим статусом организма спортсменов 106
3.4.3. Оценка метаболических реакций при преодолении соревновательных дистанций различной продолжительности в лыжных гонках 109
3.4.4. Биоэнергетические аспекты соревновательной деятельности спортсменов высокой квалификации в плавании 113
ГЛАВА 4. Оценка долговременной адаптации организма высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта на различных этапах тренировочного процесса 114
4.1. Неспецифические адаптационные реакции организма (НАРО) в системе оценки адаптационного потенциала спортсменов циклических видов спорта 114
4.1.1. Неспецифические адаптационные реакции организма в системе оценки биоэнергетических возможностей организма спортсменов в плавании 114
4.1.2. Использование соотношения лимфоцитов и нейтрофилов периферической крови для оценки адаптационных изменений гомеостаза под влиянием высокоинтенсивных физических нагрузок в биатлоне и лыжных гонках 118
4.2. Особенности адаптации кислородтранспортной системы крови спортсменов высокой квалификации к напряженной мышечной деятельности 123
4.2.1. Характер направленности динамики гемоглобина и гематокрита при адаптации к тренировочным нагрузкам 124
4.2.2. Ретикулоциты периферической крови как маркер оценки адаптации системы транспорта кислорода к физическим нагрузкам у спортсменов циклических видов спорта 126
4.3. Особенности динамики показателей активности ферментов в капиллярной крови спортсменов циклических видов спорта на различных этапах подготовки 131
4.3.1. Направленность изменения активности КФК у спортсменов циклических видов спорта на различных этапах подготовки 131
4.3.1. Направленность изменения активности аминотрансфераз у спортсменов циклических видов спорта на различных этапах подготовки 139
4.4. Особенности динамики показателей метаболитов обменных процессов у спортсменов циклических видов спорта
4.4.1. Мочевина как маркер переносимости тренировочных нагрузок на различных этапах подготовки 148
4.4.2. Триглицериды как маркер активации липидного обмена при физических нагрузках 151
4.4.3. Тренд концентрации глюкозы в мониторинге тренировочного процесса 155
ГЛАВА 5. Клинико-лабораторные маркеры прогнозирования успешности соревновательной деятельности спортсменов циклических видов спорта
5.1. Оценка диагностической информативности биохимических показателей, используемых для мониторинга тренировочного процесса 158
5.2. Использование данных биохимического мониторинга тренировочного процесса в системе прогнозирования результатов соревновательной деятельности лыжников-гонщиков 165
5.2.1. Общие подходы к разработке дизайна прогнозирования соревновательных результатов в учетом особенностей метаболической адаптации 165
5.2.2. Взаимосвязь метаболической адаптации с результатами соревновательной деятельности 167
5.2.3. Оценка вероятности прогнозирования результатов спортсменов с учетом совокупности данных метаболической адаптации 170
5.2.4. Использование результатов разработки алгоритма программы прогнозирования спортивных результатов на основе динамики функционального статуса организма спортсмена 171
ГЛАВА 6. Клинико-лабораторные аспекты оценки горной и климато-поясной адаптации организма спортсменов 174
6.1. Особенности адаптации организма спортсменов циклических видов
спорта к тренировочным нагрузкам в условиях среднегорной подготовки 174
6.1.1. Влияние тренировочных нагрузок на состояние внутренней среды организма высококвалифицированных лыжников-гонщиков в горных условиях в годичном цикле подготовки 174
6.1.2. Особенности адаптации организма спортсменов в биатлоне и велоспорте к тренировочным нагрузкам в условиях горной и равнинной подготовки
6.2. Особенности метаболических изменений в организме высококвалифицированных спортсменов при климато-поясной адаптации 180
6.3. Перестройка нейроэндокринной системы при адаптации к временным и климатическим условиям Пекина 189
ГЛАВА 7. Особенности метаболической адаптации в зависимости от генетического полиморфизма у спортсменов циклических видов спорта 195
7.1. Ассоциации генетического полиморфизма с частотой встречаемости метаболических отклонений у спортсменов циклических видов спорта 195
7.2. Взаимосвязь полиморфизмов генов, связанных с выносливостью, и переносимости тренировочных нагрузок лыжников-гонщиков в годичном цикле подготовки 202
7.3. Взаимосвязь биоэнергетических и метаболических характеристик организма спортсменов циклических видов спорта с особенностями генетического полиморфизма 208
ГЛАВА 8. Обсуждение результатов исследований адаптационных изменений в организме высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта к напряженным физическим нагрузкам с использованием методов клинико-лабораторного контроля 212
Выводы 225
Практические рекомендации 230
Заключение. Алгоритм оценки адаптационных изменений организма спортсменов к напряженным физическим нагрузкам и перспективы исследований 231
Список литературы
- Современные подходы оценки адаптационных возможностей спортсменов с использованием клинико-лабораторных показателей
- Характеристика групп обследованных спортсменов для оценки долговременной адаптации
- Особенности изменения клинико-лабораторных показателей у спортсменов циклических видов спорта при выполнении максимальной велоэргометрической нагрузки
- Использование соотношения лимфоцитов и нейтрофилов периферической крови для оценки адаптационных изменений гомеостаза под влиянием высокоинтенсивных физических нагрузок в биатлоне и лыжных гонках
Введение к работе
Актуальность темы диссертации определяется необходимостью разработки эффективных методов и критериев оценки адаптации организма спортсменов к высокоинтенсивным физическим нагрузкам.
Система подготовки спортсменов в циклических видах спорта на современном этапе характеризуется возрастанием интенсивности тренировочного процесса, находящегося на пределе физических возможностей (Верхошанский Ю.В., 1993, Матвеев Л.П., 1999, Платонов В.Н., 2005 и др.). Контроль течения адаптационных процессов требует адекватных и информативных методов. Биохимические методы исследования в значительной степени отвечают вышеуказанным требованиям и широко используются для оценки воздействия физических нагрузок на организм спортсменов (Яковлев Н.Н., 1974, Виру А.А., 1987, Рогозкин В.А., 1990, Волков Н.И., 2000, Gleeson M., 2002, Михайлов С.С., 2004, Brancaccio P. at al., 2010, Никулин Б.А. с соавт., 2011, Banfi G. and al., 2012, и др.). Специалистами, работающими в области спортивной биохимии, постоянно осуществляется поиск надежных методов и диагностических тестов, наиболее точно отражающих картину изменений метаболизма при высокоинтенсивных физических нагрузках (Gleeson M., 2002, Макарова Г.А., 2006, 2008, Banfi G., 2008, 2010, Brancaccio P. at al., 2008, 2010, Дорофейков В.В. с соавт., 2013, Макарова Г.А. с соавт., 2013 и др.).
Важным условием эффективного использования биохимических методов оценки адаптации является правильная их интерпретация. Только в этом случае оправдано их применение для коррекции тренировочного процесса и медико-биологического обеспечения подготовки спортсменов. Это требует дальнейшего изучения факторов, влияющих на эффективность клинико-лабораторного контроля, разработки и совершенствования оценочных критериев.
Клинико-лабораторные обследования по содержанию и объему должны максимально соответствовать целям и задачам тренировочного процесса. Для определения предельности напряженности тренировочных нагрузок в экстремальных условиях необходимы адекватные и информативные методы клинико-лабораторного контроля. При оценке адаптации к тренировочным нагрузкам необходимо принимать во внимание генетические особенности организма спортсмена (Рогозкин В.А., 2006, Ахметов И.И., 2009, Bouchard С., 2011).
Высокий уровень качества выполняемых исследований является непременным условием эффективности клинико-лабораторного контроля (Меньшиков В.В., 1999, Bonini P., 2002). Основные положения стандарта качества обязатель-3
ны к применению при выполнении клинико-лабораторных исследований в спорте высших достижений (Banfi G., Dolci A., 2003).
Цель исследования: разработка системы оценки адаптационных изменений в организме высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта к напряженным физическим нагрузкам с использованием методов клинико-лабораторного контроля.
Объект исследования: учебно-тренировочный процесс подготовки высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта. Функциональное состояние спортсменов циклических видов спорта.
Предмет исследования: управление учебно-тренировочным процессом в циклических видах спорта, клинико-лабораторные характеристики процессов адаптации организма спортсменов к высокоинтенсивным физическим нагрузкам.
Контингент исследования: высококвалифицированные спортсмены национальных команд Республики Беларусь циклических видов спорта (мастера спорта и мастера спорта международного класса).
Задачи исследования:
-
Разработать схему учета факторов преаналитического и постаналитического этапов исследования в спортивной биохимии и гематологии.
-
Выявить особенности срочной адаптации организма спортсменов циклических видов спорта к напряженным физическим нагрузкам с использованием методов клинико-лабораторного контроля.
-
Изучить закономерности изменения клинико-лабораторных показателей при долговременной адаптации организма спортсменов высокой квалификации к тренировочным нагрузкам и установить их физиологические значения.
-
Оценить взаимосвязь данных клинико-лабораторного обследования с успешностью соревновательной деятельности и установить диагностическую информативность клинико-лабораторных методов контроля тренировочного процесса.
-
Выявить особенности адаптации организма спортсменов под влиянием тренировочных нагрузок в условиях гипоксии и при изменении климато-поясных кондиций с использованием методов клинико-лабораторного контроля.
-
Оценить влияние генотипических особенностей организма спортсмена на процессы биохимической адаптации к высокоинтенсивным физическим
нагрузкам.
Гипотеза: разработка системы биохимических критериев оценки реакции организма спортсменов на тренировочные нагрузки различной направленности
позволит индивидуализировать тренировочный процесс и повысить эффективность подготовки спортсменов высокой квалификации.
Научная новизна исследования заключается в следующем.
Впервые разработана схема учета факторов преаналитического и постаналитического этапов исследования в спортивной биохимии и гематологии, позволяющая повысить качество лабораторной диагностики.
Получены физиологические значения клинико-лабораторных показателей в капиллярной крови спортсменов циклических видов спорта с учетом вида спорта, пола, этапа подготовки и направленности тренировочного процесса.
Впервые разработан новый оригинальный подход к оценке диагностической информативности данных клинико-лабораторного мониторинга для прогнозирования результатов соревновательной деятельности. Установлены клинико-лабораторные критерии оценки адаптации организма спортсменов к нагрузкам различной направленности. Получены новые данные о характере напряженности метаболизма у спортсменов циклических видов спорта на различных этапах тренировочного процесса, а также в гипоксических условиях и при климато-поясной адаптации. Выявлено влияние особенностей генотипа спортсмена на характер течения адаптационных процессов при напряженных тренировочных нагрузках.
Теоретическая значимость исследования заключается в научном обосновании воздействия высокоинтенсивных физических нагрузок различной направленности на общие закономерности и индивидуальные особенности течения метаболических процессов в организме спортсменов высокой квалификации циклических видов спорта. Предложен методический подход оценки диагностической информативности клинико-лабораторных показателей. Показана возможность применения результатов клинико-лабораторного тестирования в системе прогнозирования соревновательной деятельности. Результаты исследования способствуют расширению представления о характере метаболической адаптации к напряженной мышечной деятельности у спортсменов циклических видов спорта. Показано влияние генетического полиморфизма на адаптационные процессы.
Практическая значимость. Установлен оптимальный набор клинико-лабораторных критериев эффективного управления тренировочным процессом в циклических видах спорта, которые могут применяться для оценки переносимости тренировочных нагрузок на различных этапах подготовки. Определены эффективные клинико-лабораторные тесты для решения различных задач медико-биологического мониторинга тренировочного процесса. Показана возможность
использования данных биохимического контроля в оценке перспективности высокого уровня функционального состояния в соревновательном периоде.
Практические результаты работы могут быть использованы в рамках медико-биологического обеспечения тренировочного процесса спортсменов циклических видов спорта, а также при преподавании циклов медико-биологических дисциплин в медицинских учебных заведениях, на семинарах и курсах повышения квалификации тренеров и спортивных врачей национальных команд.
Результаты исследований внедрены в практику медико-биологического обеспечения спортсменов национальных команд Республики Беларусь по биатлону и гребле на байдарках и каноэ, Республиканского центра олимпийской подготовки по зимним видам спорта «Раубичи» и Республиканского центра олимпийской подготовки по водным видам спорта, а также в учебный процесс Учреждения образования «Высшая школа тренеров» и Белорусского государственного университета физической культуры.
Результаты данной работы использовались в процессе медико-биологического сопровождения национальной команды Республики Беларусь по биатлону к Олимпийским играм 2010 года в г. Ванкувере и 2014 года в г. Сочи. За высокий уровень научно-методического сопровождения для обеспечения выдающихся результатов белорусских биатлонистов на Олимпийских играх в г. Сочи автор данной работы награжден Государственной наградой Республики Беларусь – медалью «За трудовые заслуги» (Указ Президента Республики Беларусь № 94 от 21 февраля 2014 года).
Методология исследования представлена системой принципов и подходов к исследованию биохимических аспектов при комплексной оценке адаптации организма спортсменов к напряженным физическим нагрузкам, а также при функционировании в условиях гипоксии и при изменении климато-географических параметров. Методы исследования включают следующие: изучение и анализ специальной литературы по теме исследования, анкетирование, клинико-лабораторные методы исследований в условиях учебно-тренировочных сборов, методы педагогического контроля, тестирование физической работоспособности, молекулярно-генетические, методы математической статистики.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Разработанные требования к пре- и постаналитическому этапу в спортивной биохимии и гематологии позволяют повысить эффективность клинико-лабораторного контроля в спорте высших достижений и оптимизировать интерпретацию полученных данных.
Применение предложенных методических подходов и разработанных кли-нико-лабораторных критериев оценки воздействия стандартной нагрузки, тренировочных нагрузок различной направленности и соревновательной деятельности способствует повышению эффективности управления тренировочным процессом в циклических видах спорта.
Установленные физиологические границы изменения клинико-лабораторных показателей в капиллярной крови спортсменов высокой квалификации циклических видов спорта учитывают вид спорта, пол обследуемых, этап подготовки и направленность тренировочных нагрузок.
Предложен способ оценки диагностической информативности клинико-лабораторных показателей для прогнозирования результативности спортсменов, основанный на сравнении характера метаболической адаптации в период предсезонной подготовки с результатами соревновательной деятельности.
Разработанные подходы и критерии оценки биохимической адаптации к физическим нагрузкам в экстремальных условиях тренировочной деятельности способствуют повышению эффективности среднегорной подготовки и улучшению процессов климато-поясной адаптации.
Выявленная взаимосвязь генетического полиморфизма с характером метаболической адаптации позволяет индивидуализировать тренировочный процесс на основе учета особенностей переносимости тренировочных нагрузок спортсменами различных генотипов.
Конкретное личное участие автора в получении научных результатов заключалось в обозначении целей, задач и методологии исследования, проведении анализа данных литературы по теме исследования, организации и проведении экспериментальной части исследования, обработке полученных результатов, подготовке основных публикаций по теме исследования, а также оформлении и подготовке текста диссертации.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты научных исследований отражены в 66 публикациях, в том числе в 16 статьях, опубликованных в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК Российской Федерации, 1 научном издании, 5 методических рекомендациях, 26 научных статьях и 18 материалах международных конференций (Российская Федерация, Республика
Беларусь, Украина, Литва, Израиль).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 285 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 6 глав собственных наблюдений,
Современные подходы оценки адаптационных возможностей спортсменов с использованием клинико-лабораторных показателей
Отдельно следует остановиться на целесообразности использования проб различного биоматериала для мониторинга тренировочного процесса в спортивной биохимии. Использование венозной крови в качестве биоматериала позволяет выполнить большое количество тестов, что целесообразно использовать при проведении углубленного медицинского обследования. Вместе с тем использование венозной крови при частом мониторинге тренировочного процесса ограничено. Наиболее целесообразно использование капиллярной крови. Моча является биологическим материалом, часто используемым в спортивной медицине для рутинной оценки водно-электролитного гомеостаза и ренальной функции, а также в целях антидопингового контроля. Возможно использовать пробы мочи и для определения белков, гормонов и субстратов, потому что получение образца мочи технически проще, чем крови. Однако следует подчеркнуть, что содержание этих веществ в моче зависит от многих факторов, наиболее важными из которых является скорость клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции, что контролируется различными механизмами. Плотность мочи и, соответственно, содержание в ней различных веществ связано с диетой, в т. ч. и с количеством потребляемой жидкости, что особенно важно в процессе физической нагрузки. Кроме того, биологическая вариабельность аналитов в моче обычно высока [355]. Критичным фактором является хранение мочи, так как бактериальная контаминация может менять многие компоненты, начиная с первого часа после получения образца [269]. Изменение компонентного состава мочи требует, чтобы анализы осуществлялись как можно быстрее, что не является общим правилом в спортивной медицине, за исключением анализов с использованием тест-полосок.
Слюна – другой пример биологической жидкости, который можно использовать для определения низкомолекулярных аналитов, таких как лекарственные вещества и стероидные гормоны. Концентрация кортизола, по-видимому, не зависит от интенсивности саливации, а скорость диффузии из плазмы высока. Как и моча, слюна вырабатывается с разной скоростью, поэтому процесс сбора образцов непросто стандартизовать. В практике используются системы, основанные на использовании ватных шариков, которые после того, как их пожевали, центрифугируют, и это позволяет получать образцы слюны без загрязнений, пены и излишней вязкости [247]. Присутствие белков из-за попадания крови из десен и быстрая смена pH после приема пищи и питья может сильно влиять на распределение заряженных молекул между плазмой и слюной. Имеются данные, что тестостерон демонстрирует большую биологическую вариабельность в слюне по сравнению с сывороткой [380]. Помимо указанных недостатков, слюна потенциально может быть информативна для целей диагностики тех аналитов, которые легко диффундируют и демонстрируют низкую вариабельность соотношения слюна/плазма [248].
Волосы являются материалом для мониторинга использования лекарственных препаратов, поскольку предоставляют долговременную (от месяцев до лет) информацию в противоположность анализам мочи, где этот срок измеряется несколькими днями. Однако процесс измельчения, экстракции в щелочных условиях, разведения и реэкстракции перед проведением газовой хроматографии усложняют процедуру, а некоторые характеристики, такие как пигментация, искусственное окрашивание, расовая принадлежность и контаминация эпителием могут влиять на результат анализа [266].
Биологическим материалом для исследований в молекулярной биологии является плазма, полученная с использованием ЭДТА, или соскоб клеток буккально-го эпителия [308].
Следует отметить, что для ряда аналитов показана высокая степень корреляции между образцами крови, полученными разными способами (венозная, артериальная или капиллярная кровь, сыворотка или плазма) [219, 222, 225, 237, 338].
Ряд исследователей не отмечают статистически достоверных различий между результатами исследования гематологических показателей венозной и капиллярной крови [126, 206].
При проведении текущего клинико-лабораторного контроля тренировочного процесса исследования крови желательно проводить многократно в зависимости от конкретных задач, например, в динамике нагрузки, до и после тренировочного занятия, на следующий день и т. д. В связи с данным обстоятельством многократная процедура забора венозной крови нежелательна. Кроме того, многократные заборы крови из периферической вены могут вызвать соответствующие вопросы со стороны работников служб допинг-контроля.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о целесообразности использования проб капиллярной крови для мониторинга тренировочного процесса. Вместе с тем использование капиллярной крови требует конкретизации референтных интервалов исследуемых в спортивной биохимии показателей.
Характеристика групп обследованных спортсменов для оценки долговременной адаптации
Для решения второй задачи многократно протестированы 229 спортсменов высокой квалификации циклических видов спорта (биатлон – 54, велоспорт – 10, академическая гребля – 43, гребля на байдарках и каноэ – 26, лыжные гонки – 36, плавание – 60) и обработаны результаты 439 тестирований физической работоспособности с применением стандартного нагрузочного тестирования «до отказа».
Исследования проводились с участием высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта в начале и конце подготовительного периода после дня отдыха в период 2004—2014 гг. В исследование включены результаты обследования 111 женщин и 118 мужчин. В квалификационном аспекте исследуемый контингент представлял собой обследование 150 мастеров спорта (МС) и 79 мастеров спорта международного класса (МСМК). В исследовании представлены результаты обработки 2982 биохимических и 9262 гематологических исследований.
Изучение характера и направленности тренировочных нагрузок на динамику биохимических показателей проводились с участием 8 биатлонисток высокой квалификации в процессе ежедневных тренировок в течение подготовительного периода на этапах многолетней подготовки. Обследуемые спортсменки выполняли по две тренировочные сессии в течение дня. В основной тренировке решались задачи тренировочного цикла, а вторая тренировка всегда была аэробной направленности.
В процессе работы анализировались 4 группы тренировочных нагрузок: с интенсивностью на уровне аэробного порога (АП) (общей продолжительностью 2–2,5 часа), на уровне анаэробного порога (АнП) (общей продолжительностью 35–40 мин), гликолитической направленности (общей продолжительностью 20–25 мин), тренировки силовой направленности (общей продолжительностью 1–1,5 часа). Забор крови для определения мочевины, КФК и кортизола осуществляли из пальца утром натощак и после окончания вечерней тренировки для определения суммарного адаптационного сдвига в течение тренировочного дня.
Всего обработаны результаты биохимического мониторинга 180 тренировок различной направленности. В качестве критерия оценки интенсивности циклической нагрузки в различных зонах энергообеспечения использовалось содержание лактата в периферической крови.
Оценка соревновательной деятельности проводилась на соревнованиях различного уровня – от контрольных тренировок до крупных международных соревнований, включая Олимпийские игры в Ванкувере.
Оценка метаболических аспектов соревновательной деятельности в лыжных гонках проводилась на этапах Кубка мира, дистанциях Тур-де-ски и Олимпийских играх в Ванкувере. Забор крови проводился утром в день гонки и после окончания соревновательной дистанции. Всего изучена соревновательная деятельность 8 лыжников-гонщиков, обработаны данные 26 стартов.
Оценку биоэнергетики высокоинтенсивной деятельности лыжников-гонщиков проводили в серии контрольных стартов, которые являлись отборочными к ОИ. В исследовании приняли участие 4 высококвалифицированных лыжника-гонщика (МСМК, возраст 25–36 лет) национальной команды Республики Беларусь, проводивших непосредственную подготовку к Олимпийским играм 2010 года в Ванкувере. Спортсмены проходили дистанцию дуатлона (15 км классическим и 15 км коньковым ходом) с соревновательной скоростью. По окончании дистанции, на 8-й минуте и через час после финиша определяли содержание лактата в периферической крови.
Оценка биоэнергетики соревновательной деятельности в биатлоне проводилась на летних и зимних Чемпионатах Республики Беларусь по биатлону, а также серии контрольных стартов, являвшихся отборочными к крупным международным соревнованиям. Обработаны результаты соревнований на лыжероллерах в 62 гонках у мужчин и 35 – у женщин, а также преодоления соревновательных дистанций на лыжах в 11 гонках у мужчин и в 25 – у женщин.
В исследование включено изучение механизмов энергообеспечения соревновательной деятельности у пловцов высокой квалификации на Чемпионатах Республики Беларусь. Проведена статистическая обработка биохимических исследований в 25 стартах на дистанции 50 м и 37 стартах – на 100 м.
Особенности изменения клинико-лабораторных показателей у спортсменов циклических видов спорта при выполнении максимальной велоэргометрической нагрузки
После нагрузки на уровне аэробного порога значения вышеуказанного фермента варьировались от 90 до 880 ед/л, АнП – 89–695 ед/л, гликолитической направленности – 105–515 ед/л. Наибольшие значения активности КФК выявлялись после силовой тренировки и находились в пределах 87–1221 ед/л. Здесь следует отметить, что усредненные значения сравнительно мало отличались при различных типах тренировочной деятельности, тогда как крайние величины варьировали в значительных пределах.
Наибольшие средние значения абсолютного прироста КФК (в ед/л) наблюдались после тренировок силовой направленности, которые достоверно отличались от соответствующих изменений при других режимах тренировочных нагрузок (Р 0,05). Оценка относительного увеличения активности КФК (в %) выявила по добную тенденцию, и данные значения могут быть использованы в качестве ориентиров при оценке степени активации креатинфосфатной реакции после тренировок различной направленности. Средние значения прироста КФК после силовой тренировки свидетельствуют об увеличении КФК практически в 2 раза.
Изменение кортизола в зависимости от направленности тренировочной нагрузки варьировалось в широких пределах. В отношении данного показателя, который отражает стрессорность анализируемых вариантов тренировочных нагрузок, не выявлено статистически значимых различий. Тренд концентрации кортизола, по-видимому, обусловлен в значительной степени циркадным изменением данного показателя [39] и не обладает необходимой информативностью в выбранной в данном исследовании схеме биохимического мониторинга.
Таким образом, в результате изучения динамики биохимических показателей под влиянием тренировочных нагрузок различной направленности на примере биатлона выявлены достоверные различия изменения клинико-лабораторных тестов в зависимости от типа нагрузки. Наибольшие изменения концентрации мочевины выявлены при нагрузках аэробной направленности. Достоверно более высокие изменения активности КФК наблюдались под воздействием тренировочных нагрузок силовой направленности. Различие постнагрузочных величин биохимических показателей при различных типах нагрузок в значительной степени отражает процессы, связанные с механизмами энергообеспечения выполняемых нагрузок.
В данном разделе отражены результаты клинико-лабораторных исследований, выполненных с участием лыжников, биатлонистов и пловцов высокой квалификации во время соревнований различного уровня – от контрольных стартов до крупных международных соревнований. Адаптация организма спортсмена к сорев- новательной деятельности обеспечивается множеством биохимических реакций, изучение которых дает информацию о степени метаболического ответа на высокоинтенсивные физические нагрузки. При реализации соревновательной деятельности предъявляются максимальные требования к работе функциональных систем организма, которые принимают участие в выполнении нагрузок на пределе физических возможностей.
Детальный анализ метаболических аспектов соревновательной деятельности является важным для рационального построения тренировочного процесса. Получаемая информация является чрезвычайно важной в системе медико-биологического мониторинга тренировочного процесса и оценке индивидуальных реакций на тренировочные воздействия с учетом метаболического ответа на экстремальные нагрузки в условиях соревнований.
В специальной литературе изменения клинико-лабораторных показателей в условиях соревновательной деятельности освещены недостаточно. В основном исследования посвящены изучению метаболического ответа после преодоления марафонских и полумарафонских дистанций [174, 282, 365].
Анализ показателей биоэнергетики соревновательной деятельности биатлонистов высокой квалификации позволил оценить вариативность данных в зависимости от вида гонки и особенностей передвижения на лыжах и лыжероллерах. В таблице 12 представлены результаты сравнительного анализа показателей максимального накопления при реализации соревновательной деятельности в зависимости от вида гонки, способа передвижения и половой принадлежности.
Концентрация лактата зависела от интенсивности работы на финишном участке и в среднем она составляла для соревнований на лыжероллерах 10,3–23,3 ммоль/л и 8,0–18,8 ммоль при передвижении на лыжах. Как видно из представленных данных, отмечается тенденция более низкой активации гликолитического механизма энергообеспечения у представительниц женского пола по сравнению с мужчинами. Данный аспект наиболее ярко выражен на финише соревнований на лыжероллерах в спринте и гонке с 4-мя огневыми рубежами, где выявлены достоверно более низкие значения концентрации лактата после преодоления соревновательной дистанции на лыжероллерах у женщин (Р 0,05).
Достоверных различий в величине максимального накопления лактата при передвижении на лыжах и лыжероллерах не выявлено. У мужчин самые высокие индивидуальные значения максимального накопления лактата, достигающие 23,3 ммоль/л, встречались на финише соревнованиях на лыжероллерах.
Параметры утилизации лактата (таблица 13) характеризовались более высокой интенсивностью у женщин по сравнению с мужчинами (различия достоверны в спринте на лыжероллерах, Р 0,05).
Использование соотношения лимфоцитов и нейтрофилов периферической крови для оценки адаптационных изменений гомеостаза под влиянием высокоинтенсивных физических нагрузок в биатлоне и лыжных гонках
Значительная вариация активности креатинфосфокиназы обусловлена различиями в скорости выхода фермента в кровь, которая зависит от состояния клеточных мембран и изменения их проницаемости под воздействием физических нагрузок. В зависимости от направленности тренировочных нагрузок выход фермента в кровь из клетки может быть обусловлен различными причинами, главными из которых являются повреждения мышц, индуцированные физической нагрузкой и метаболический стресс, обусловленный образованием свободных радикалов в процессе тренировки.
Анализ активности креатинфосфокиназы у представителей различных циклических дисциплин показал, что существуют особенности накопления энзима в зависимости от вида спорта и характера тренировочных нагрузок для развития ведущих механизмов энергообеспечения. Более высокие среднегрупповые значения, коэффициенты вариации и максимальные значения величины КФК в гребле на байдарках и каноэ, а также в плавании, возможно, обусловлены большим объемом силовой работы, связанной с активацией креатинкиназного механизма энергообеспечения у представителей спринтерских специализаций. Несмотря на то, что в специальной литературе существуют противоречивые мнения о наличии положительной взаимосвязи между объемом силовой нагрузки и активностью КФК, ряд авторов придерживается мнения о наличии такой зависимости [287, 314].
Различия в активности КФК в разных видах спорта могут быть отражением степени вовлечения различных групп мышц в выполнение упражнений в зависимости от вида спорта. У гребцов в выполнение упражнений вовлечены главным образом мышцы верхней части тела. В специальной литературе имеются данные о большей степени возрастания активности КФК после упражнений, вовлекающих мышцы верхней части тела, по сравнению с упражнениями для нижних конечностей [201, 257, 285, 343].
На различия в активности КФК могут в определенной степени накладывать отпечаток особенности системы построения тренировочных циклов с учетом раз-136 личных тренировочных методик и субъективных факторов, связанных с квалификацией тренерского состава. Однако, как представляется, проводимое исследование охватывает значительный временной отрезок наблюдений и включает мониторинг различных тренировочных подходов, что позволяет объективно судить об исследуемых процессах.
Выявленные различия в величинах КФК в зависимости от пола связаны, по-видимому, с различной мышечной массой испытуемых и особенностями компонентного состава тела представителей мужского и женского пола. Вместе с тем влияние гендерной принадлежности на активность КФК может быть в определенной степени обусловлена особенностями гормонального статуса обследуемых кон-тингентов и положительным влиянием эстрогенов на состояние мышц [375]. В исследованиях на животных показано, что самки менее подвержены повреждениям мышц, чем самцы. Тем не менее исследования, проводимые на людях, дают противоречивые результаты влияния эстрогенов на мышечный метаболизм [202, 286].
Повышенная напряженность энергообмена в мышцах в обще-подготовительном периоде подготовки может быть связана с большими обьемами тренировочных нагрузок, а также с различной скоростью адаптации организма спортсменов к тренировочным нагрузкам. Высокие значения активности КФК у спортсменов на фоне отдыха дают основание для проведения полного диагностического обследования состояния мышц в целях выявления скрытых мышечных проблем, вызванных тренировочными нагрузками на фоне пролонгированного утомления. Это обстоятельство в любом случае является основанием для снижения интенсивности тренировочных нагрузок и обеспечения таким способом адекватного восстановления мышц.
Важным моментом в использовании активности КФК в мониторинге тренировочного процесса является установление диагностических критериев крайней степени перенапряжения мышечной системы. Известно, что активность КФК является одним из важных диагностических критериев рабдомиолиза, который ха-137 рактеризуется разрушением поперечно-полосатой мускулатуры, приводящей к высвобождению продуктов распада миоцитов во внеклеточную жидкость [3, 78, 199, 264, 334, 377]. При этом высвобождается миоглобин, который в норме свободно связывается с глобулином плазмы, и лишь небольшое количество попадает в мочу [78]. Патогенез рабдомиолиза заключается в нарушении метаболизма мио-цитов. Под влиянием чрезмерного воздействия на мышечные клетки увеличивается приток в саркоплазму натрия, хлоридов и воды, которые способствуют набуханию и разрушению клеток. Вследствие данного процесса кальций проникает в клетку в обмен на внутриклеточный натрий. Повышение концентрации кальция в клетке вызывает ее персистирующее сокращение, которое в итоге может привести к энергодефициту и клеточной гибели. Кроме того, кальций активирует фосфоли-пазу А2, вазоактивные соединения и соответствующие протеазы, а также способствует выработке активных форм кислорода, следствием чего является воспаление, поддерживающее миолитическую реакцию [3].
Одним из важных критериев рабдомиолиза является «экстремально высокий уровень КФК», и в специальной литературе нет единства мнений касательно установления точных критериев рабдомиолиза по активности КФК [3, 78, 199, 264, 334, 377]. В зарубежной литературе имеются данные, что пятикратное превышение активности КФК выше границ нормы является критерием рабдомиолиза [199, 264, 377]. Применительно к данному исследованию диагностическим критерием пятикратного увеличения активности КФК, потенциально ассоциированным с явлениями рабдомиолиза, может быть уровень активности КФК 1000 ед/л. Выявлено 100 случаев (из 6923 исследований) пятикратного превышения верхнего предела нормы активности КФК (1,4 %). Значительно чаще данный факт, потенциально ассоциированный с явлениями рабдомиолиза, отмечался у представителей мужского пола (88 %). При этом среди выявленных случаев подобного рода у 15,0 % спортсменов отмечалось значительное возрастание концентрации мочевины выше референтных границ, свидетельствующее о возможном вовлечении почек в патологический процесс. В 95 % случаев пятикратное возрастание КФК сопровождалось возрастанием активности фермента АСТ выше границ нормы и в 72 % – АЛТ. В целом течение рабдомиолиза, вызванного чрезмерной физической нагрузкой, доброкачественное, но может осложняться почечной недостаточностью, в связи с чем в процессе мониторинга тренировочных нагрузок значительное внимание следует уделять случаям сочетанного выявления экстремально высоких уровней КФК в сочетании с повышением мочевины.