Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретический анализ проблемы (обзор литературы) 11
Глава 2. Организация и методы исследования 37
Глава 3. Результаты собственных исследований 41
Глава 4. Обсуждение полученных результатов 62
Заключение 83
Выводы 83
Практические рекомендации 85
Список сокращений и условных обозначений 88
Список литературы 89
- Теоретический анализ проблемы (обзор литературы)
- Организация и методы исследования
- Результаты собственных исследований
- Обсуждение полученных результатов
Теоретический анализ проблемы (обзор литературы)
При изучении заболеваемости этой группой авторов выявлена характерная возрастная зависимость, выражавшаяся в прямо пропорциональном росте заболеваемости спортсменов с увеличением возраста спортсменов. Наиболее высокий темп прироста отмечен от 15–17 лет к 18–22 годам. По мнению авторов, именно этот возраста – 15–17 лет – требует повышенного внимания к состоянию здоровья спортсменов. Именно в этот период перспективного отбора оценивают степень приближения индивидуального уровня физического развития и особенностей телосложения, темпы развития специфических качеств и показателей работоспособности, а также может происходить активное накопление хронической патологии.
Среди болезней костно-мышечной системы и соединительной ткани превалируют плоскостопие и сколиоз. Среди болезней органов дыхания наиболее выражены такие нозологические формы, как хронический ринит, тонзиллит (около 40% всех болезней органов дыхания).
К 18 годам отмечался почти 3-кратный прирост уровня кариеса и почти 2-кратный прирост уровня гастрита.
С увеличением возраста отмечался ощутимый рост отклонений ЭКГ от нормы. Среди отклонений наибольшая доля (50%) приходится на брадикардию. Зафиксированы также случаи нарушения процессов реполяризации, миграции водителя ритма, дистрофии (Филатов Д. С. и др., 2015).
В большинстве стран мира отмечается рост аллергических заболеваний, затрагивающий все социальные и профессиональные группы населения. В индустриально-развитых странах признаки аллергии имеют 40% населения (ВОЗ, 2000). В России каждый четвертый россиянин страдает той или иной формой аллергии, а в крупных промышленных городах, в экологически неблагоприятных регионах уровень аллергических заболеваний достигает 30–60% (Ильина Н. И., 1996). Не составляют исключения и спортсмены. Современный спорт сопряжен с воздействием на спортсменов факторов внешней среды и условий тренировочной и соревновательной деятельности, повышенной физической и психоэмоциональной нагрузками, что обусловливает развитие, в том числе аллергических реакций. Наиболее частой патологией являются аллергический ринит, бронхиальная астма, аллергический конъюнктивит, лекарственная аллергия, крапивница, аллергический контактный дерматит, атопический дерматит, пищевая аллергия. Учитывая, что уровень спортивных достижений зависит не только от качества физической и психологической подготовки спортсмена, но и от состояния его здоровья, наличия сопутствующих заболеваний, вопросы своевременной и эффективной диагностики аллергопатологии являются крайне актуальными. Анализ диспансерных карт спортсменов высших достижений показал только у 1,3% из них наличие аллергических заболеваний. Скрининговое же аллергологическое обследований выявляет аллергию в 23,5% случаев (Шартанова Н. В. и др., 2004). 64,2–93,1% всех случаев воспалительных процессов у спортсменов составляют заболевания респираторного тракта. Приблизительно половина острых заболеваний – результат обострения хронической патологии. Чаще всего у спортсменов отмечаются тонзиллит, холецистит, кариес. Зачастую хронические формы, имея общую этиологию, сочетаются. Инфекционная заболеваемость (грипп, ОРЗ, ангина, отит, лимфаденит, пневмония) регистрируется практически в течение всего года (Шубик В. М., Левин М. Я., 1985). Инфекционные болезни встречаются у мастеров спорта и кандидатов в мастера спорта значительно чаще, чем у менее квалифицированных спортсменов (Цыган В. Н. и др., 2006). Профессиональная спортивная подготовка и спорт высших достижений истощают организм, приводят к снижению иммунитета и развитию различного рода патологий (Левандо В. А., Суздальницкий Р. С., 1999; Чичуа Д. Т., 2006; Антонова И. Н. и др., 2007). У спортсменов при большой физической и эмоциональной нагрузке, а особенно при перегрузке, могут возникать состояния утомления, переутомления и перенапряжения, перетренированности, повреждение пародонта (Розанов Н. Н., Антонова И. Н., 2005; Антонова И. Н., 2008; Розанов Н. Н., 2009; Сарайкин Д. А., 2012). В спорте высших достижений специфической патологией является перенапряжение опорно-двигательного аппарата, которое является результатом форсированных тренировочных нагрузок и мышечного утомления и неблагоприятного воздействия окружающей среды (Гладков В. Н., 2007; Иорданская Ф. А., 2011). При этом возникает хроническое перенапряжение, стресс и микротравмы, нарушающие структуру и функцию тканей, а также возникает стрессорный иммунодефицит и развитие гнойно-воспалительных заболеваний (Суздальницкий Р. С., Левандо В. А., 2003; Гаврилова Е. А., 2009). Последствия воспалительных заболеваний приводят к повышению выработки цитокинов, которые принимают участие в разрушении хрящевой ткани (Ковальчук Л. В. и др., 2000; Cosio-Lima L. M. et al., 2011; Marin D. P. et al., 2011).
Болезни костно-мышечной системы часто сочетаются с болезнями нервной системы, особенно вегетативно-сосудистой дистонией, с патологией пищеварительной системы (Костюк З. М., 2015). Хроническое физическое перенапряжение может наблюдаться «при форсированной тренировке и при тренировке с повышенными нагрузками. Существенное значение в возникновении физического перенапряжения могут иметь нарушения режима жизни, работы, отдыха, питания, физическая и психическая травмы, интоксикация организма из очагов хронической инфекции, тренировки на фоне какого-либо заболевания или вскоре после перенесенного гриппа, ангины, острого респираторного заболевания» (Кульчунов Т. И., 2009).
Хроническое физическое перенапряжение у спортсменов «может вызвать поражение центральной нервной системы, сердца, печени, почек и системы крови. Оно может быть также причиной возникновения нарушения ритма сердца, повышения или понижения артериального давления. Наблюдается также снижение жизненной емкости легких и максимальной вентиляции легких. Во время тренировок у спортсменов отмечается неадекватно резкое изменение пульса, артериального давления и замедленное их восстановление» (Кульчунов Т. И., 2009).
Организация и методы исследования
Различные виды спорта, предъявляя к организму неодинаковые требования, вызывают разные физиологические реакции, что находит отражение и в показателях адаптации. Изучение адаптации организма спортсменов представляет большой теоретический и практический интерес. Сравнительная характеристика адаптивных реакций спортсменов разных специализаций необходима для оценки влияния современных социальных условий жизни и спортивной тренировки на функциональное состояние организма.
Показано, что у молодых спортсменов по сравнению со здоровыми молодыми людьми при повышении тренировочных нагрузок наблюдаются признаки электрической нестабильности миокарда, которые указывают на вероятный риск развития аритмий (Берсенев Е. Ю., Бравый Я. Р., 2008).
«Физические нагрузки закономерно повышают кислородный запрос тканей и поэтому считается, что уровень спортивного мастерства во многом зависит от состояния систем транспорта кислорода» (Карпман В. Л., 1994; Журило О. В., 2011). Особенно это ярко «проявляется в так называемых циклических видах спорта, требующих длительной работы в зоне большой и умеренной мощности. Совершенно иная ситуация характерна для так называемых ациклических видов спорта (борьба), связанных с развитием в основном скоростно-силовых качеств и выполнением краткосрочных нагрузок максимальной и субмаксимальной мощности. Развитие скоростно-силовых качеств сопряжено с адаптивной гиепртрофией систем анаэробной гиперпродукции и зачастую сопровождается даже снижением функциональных возможностей систем транспорта кислорода» (Журило О. В., 2011). Однако «развитие механизмов аэробной энергопродукции является неспецифическим следствием регулярных физических нагрузок вне зависимости от общей направленности тренировочного процесса» (МсАrfle W. D., Katch L. F., Katch L. V., 1986; Меерсон Ф. З., Пшенникова М. Г., 1988;).
Это послужило основанием для проведения сравнительного исследования здоровых мужчин, «профессионально занимающихся лыжным спортом (201 чел.) и борьбой (самбо и дзюдо – 128 чел.) и достигших определенной квалификации в этих видах деятельности» (Сашенков С. Л. и др., 2002; Журило О. В., 2012). Каждая из групп спортсменов была подразделена на три подгруппы, в зависимости от спортивной квалификации (1 группа – мастера спорта; 2 – кандидаты в мастера спорта; 3 – спортсмены-перворазрядники. Выявлено, что во всех трех квалификационных группах у лыжников отмечалось большее количество эритроцитов, гемоглобина, а также более высокий показатель гематокрита. Напротив, во всех трех группах борцов отмечено достоверное нарастание цветного показателя по сравнению с лыжниками. Среднее содержание гемоглобина в эритроците у борцов превышало соответствующий показатель у лыжников в группах мастеров и разрядников. В группе кандидатов в мастера спорта статистически значимые различия по этому показателю между борцами и лыжниками не выявлены. У борцов-разрядников средний объем эритроцитов был больше аналогичного показателя у лыжников. В других группах такая тенденция сохранялась. В целом, авторы заключают, что физические нагрузки аэробной и анаэробной направленности по-разному влияют на показатели периферического отдела эритрона, а значит и на кислородную емкость крови. У лыжников отмечено лучшее состояние периферического отдела эритрона по сравнению с борцами.
Отмечается необходимость составления для каждого вида спорта «вегетативного портрета» (Берсенев Ю. Ю., 2008. С. 44).
Физиологические механизмы, лежащие в основе перестройки автономной нервной системы под влиянием физической тренировки, до конца не ясны. Одним из общих механизмов, ответственным за долговременное снижение симпато-вагусного отношения, может быть «скрытое» увеличение питания и доставки кислорода тканям организма и снижение активирующего влияния тканевых метаболитов на симпатический отдел автономной нервной системы, так называемый метаборефлекс (Бочаров М. В. и др., 2011). Сущность данного рефлекса состоит в том, что при нарушении тканевого гомеостаза, например, при ишемии, активируются афферентные нейроны III (А-волокна чувствительные к механическим растяжению и давлению) и IV (С-волокна чувствительные к метаболитам) группы – нервные волокна, реагирующие на изменение тканевого гомеостаза, что активирует симпатические и ингибирует парасимпатические отделы центральной нервной системы, контролирующие, по меньшей мере, сердечно-сосудистую систему (Smith S. A. et al., 2006). В результате такой активации симпатической зоны сердечно-сосудистого центра в ЦНС повышается доставка кислорода к ишемизированным тканям и восстановление тканевого гомеостаза. Наличие такой метаборегуляции аппарата кровообращения и, вероятно, состояния автономной нервной системы в целом, при физической нагрузке не вызывает сомнений (Smith S. A. et al., 2006). Не исключено, что данный механизм регуляции симпато-вагусного баланса может работать и в состоянии относительного покоя. Действительно, установлено, что, например, ишемия почек с помощью экспериментального стеноза почечной артерии вызывает рост активности симпатического отдела нервной системы, а гипоксемия у больных с астмой (ночной одышкой) стимулирует симпатический тонус (Narkiewicz K. et al., 1998). Различные заболевания, включающие расстройства сердечно-сосудистой системы: диабет, врожденная сердечная недостаточность, ожирение, атеросклероз, старение организма – сопровождаются снижением респираторной синусовой аритмии – феномена, опосредованного активностью тонуса вагуса (Yasuma F. and Hayano J-i., 2004). Снижение доставки кислорода в ткани организма будет приводить к локальному и, возможно, скрытому системному накоплению аденозина. Рост аденозина, в свою очередь, активирует симпатическую нервную систему с целью нормализации кровоснабжения органов и восстановления нормального уровня доставки кислорода и питательных веществ в органы (Koomans H. A. et al., 2004). Следовательно, напротив, увеличение кислородтранспортных свойств аппарата кровообращения у тренированных людей, видимо, будет оптимизировать гомеостатические константы, снижать симпатический тонус и активировать тонус вагуса. Безусловно, в этом феномене определенную роль играют многие другие факторы: гормональные системы, антиоксидантая система, система оксида азота и другие. Таким образом, поскольку механизмы изменения симпато-вагусного равновесия у спортсменов до конца не ясны, требуются новые исследования.
Таким образом, в последние десятилетия произошли серьезные изменения организации тренировочного процесса, содержания тренировок и удельного веса соревновательного периода в годичном тренировочном цикле. В итоге, на сегодняшний день специалисты, призванные осуществлять физиологический контроль за спортсменами высокой квалификации, лишены ориентиров для корректной оценки функционального состояния организма представителей отдельных спортивных специализаций. Это особенно касается текущего контроля. В таких условиях возрастает необходимость поиска наиболее интегральных биомаркеров, отражающих взаимодействие разных систем организма, и обладающих диагностической значимостью. Несомненно, к их числу следует отнести отдельные параметры оценки регуляторных механизмов и системы крови.
Результаты собственных исследований
Ключевой показатель временного анализа – SDNN – у спортсменов-борцов был больше, чем у лиц контрольной группы на 25,4% (р 0,05). Такие же повышенные величины зарегистрированы в группе спортсменов циклических видов спорта (71,00 ± 21,46 мс против 70,77 ± 40,10 мс у борцов).
Показатель общей мощности волновой структуры сердечного ритма (ТР) у спортсменов-борцов превышал величину такого же показателя у лиц контрольной группы на 36,5% (р 0,01). У спортсменов, тренирующихся преимущественно в режимах аэробных нагрузок показатель общей мощности спектра равнялся 5008 ± 2734 мс2, что также было больше, чем у лиц контрольной группы на 27,5% (р 0,05).
Обращает на себя внимание факт высокой у спортсменов абсолютной мощности спектра высокочастотных волн (HF-), отражающий влияние парасимпатического отдела автономной нервной системы. Так, у спортсменов-борцов его величина в группе составляла 2518 ± 1642 мс2 (в контрольной группе – 1374 ± 1179 мс2). У спортсменов циклических видов спорта абсолютная мощность высокочастотной компоненты была равна 2115 ± 1651 мс2. В процентном выражении доля этого спектра в обеих группах спортсменов составляла 38%.
У спортсменов-борцов выявлено следующее соотношение: «очень низкочастотный» спектр – 29,1%, «низкочастотный» спектр – 32,9%, «высокочастотный» спектр – 38,0%. В группе спортсменов циклических видов спорта отмечено следующее соотношение: 34,0 : 27,7 : 38,2 (%). У лиц контрольной группы эти показатели соответственно равнялись 36,0 : 32,0 : 32,0 (%).
Как видно из данных Таблицы 8, статистически значимо выше, чем у лиц контрольной группе, в группах спортсменов был индекс «напряжения» (ИН).
Величины показателя симпатико-парасимпатического равновесия (Таблица 8) в группах позволяют считать, что у спортсменов-борцов наблюдалась умеренная симпатикотония, а в группе спортсменов циклических видов спорта – умеренная ваготония. Несущественное различие отмечалось по показателю энтропии между группой спортсменов-борцов и контрольной группой (р 0,05).
Относительная доля (%) «очень низкочастотного» (1), «низкочастотного» (2), «высокочастотного» спектров в общей мощности волновой структуры сердечного ритма у лиц контрольной группы Между показателями специальной физической подготовленности и вариабельности ритма сердца каких-либо значимых корреляционных взаимосвязей не выявлено. Лишь в группе спортсменов циклических видов спорта показатель работоспособности и показатель моды кардиоинтервалов были связаны коэффициентом ранговой корреляции [r = 0,45; р 0,05]. Выявлены статистически значимые корреляции между показателями гематокрита, гемоглобина крови, средней концентрации гемоглобина в эритроците (МСНС) и результатом в беге на 800 м: соответственно [r = -0,65; p 0,05], [r = -0,60; p 0,05], [r = -0,67; p 0,05]. Множественный регрессионный анализ показал, что показатели гематокрита, гемоглобина крови, средней концентрации гемоглобина в эритроците объясняли 45% дисперсии показателя в беге на 800 м (р 0,02). Гематокритный показатель вносил наибольший независимый вклад во взаимосвязь между результатом в беге на 800 м и показателями «красной» крови [HCT = -0,59; p 0,05].
Заметим, что результат в беге на 800 м, выбранный нами в качестве теста специальной работоспособности, отражает степень выполнения работы анаэробного гликолитического характера, присущую борьбе. Как отмечают специалисты, наиболее эффективный подход оценки вызванных нагрузкой физиологических изменений – исследование после третьей минуты работы или соревновательного поединка (Шиян В. В., 1997; Draper P. N. et al., 1998). Результат в беге на 800 м у борцов был равен 198 ± 38 с.
Показатель общей концентрации лейкоцитов в крови спортсменов в нашем исследовании был корреляционно связан с результатом в беге на 800 м [r = -0,58; p 0,05] и с показателем силы мышц брюшного пресса [r = 0,80; p 0,01]. Статистически значимые корреляционные взаимосвязи с этими показателями специальной физической подготовленности выявлены нами и для сегментоядерных нейтрофилов и лимфоцитов. В первом случае, величины коэффициентов ранговой корреляции равнялись соответственно [r = -0,68; p 0,01] и [r = 0,67; p 0,1]. Во втором случае – соответственно [r = 0,61; p 0,01] и [r = -0,60; p 0,01]. Все эти изменения, на наш взгляд, связаны с текущим функциональным состоянием спортсменов и, вероятно, обусловлены уровнем тренированности. Доказательством тому являются выявленные корреляции между результатом в беге на 800 м и гематокритом [r = -0,51; p 0,05], MCHC [r = -0,58; p 0,05], концентрацией гемоглобина в крови [r = -0,47; p 0,05].
Показатели крови у спортсменов оказались корреляционно взаимосвязаны с показателями вариабельности сердечного ритма. Величины коэффициентов ранговой корреляции представлены в Таблице 9. Из данных Таблицы 9 видно, что статистически значимые величины коэффициентов ранговой корреляции были характерны для показателей концентрации гемоглобина в крови, гематокрита и средней концентрации гемоглобина в эритроците.
Выявлены некоторые корреляционные взаимосвязи и между показателями вариабельности ритма сердца и отдельными показателями лейкоцитов (Таблица 10). Обращает на себя внимание факт статистически значимых корреляций между показателями вариабельности сердечного ритма и показателями процентного содержания в крови сегментоядерных нейтрофилов и лимфоцитов. Аналогичные таблицы (Таблицы 11, 12) представлены для группы спортсменов циклических видов спорта. В этой группе практически отсутствовали статистически значимые корреляции. Таблица 10 – Коэффициенты ранговых корреляций между показателями лейкоцитов гемостаза и вариабельности сердечного ритма у спортсменов-борцов
Обсуждение полученных результатов
Усиление энергопродукции при мышечной деятельности посредством повышения скорости анаэробного и (или) аэробного ресинтеза макроэргов сопровождается активацией систем внешнего дыхания, кровообращения и крови, что может способствовать как усилению, так и угнетению врожденного и приобретенного иммунитета (Суздальницкий Р. С. и др., 2000; Колупаев В. А., 2009). Влияние физических нагрузок на систему иммунитета реализуется посредством участия нейрогуморальных механизмов. В свою очередь, клетки иммунной системы в ответ на действие антигенов или гуморальных веществ, секретируют цитокины и медиаторы, оказывающие модулирующее влияние на состояние центральной нервной системы и механизмы вегетативной регуляции (Долгушин И. И., Бухарин О. В., 2001). Не случайно, нами выявлены статистически значимые корреляционные взаимосвязи между показателями вариабельности ритма сердца и показателями относительного содержания (%) в крови лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофилов (Таблица 6).
Обращает на себя внимание выявленная нами отрицательная ранговая корреляция в группе спортсменов-борцов между показателем симпатико-парасимпатического равновесия (LF/HF) и процентным содержанием в крови лимфоцитов [r = -0,57; p 0,01]. По данным пошагового регрессионного анализа, эта связь не носила независимого характера. По-видимому, состояние умеренной симпатикотонии и сниженная концентрация лимфоцитов в крови определялись и многими другими факторами.
Максимальные нагрузки анаэробного характера сопровождаются повышением содержания в крови глюкокортикоидов (Физиология адаптационных процессов…, 1986). По-видимому, повышенный уровень глюкокортикоидов обусловил снижение у спортсменов-борцов количества лимфоцитов и повышение уровня моноцитов. Под влиянием анаэробных физических нагрузок у спортсменов фагоцитарная и НСТ-активность моноцитов положительно связаны с показателями кровообращения (Колупаев В. А., 2009).
Показатель общей концентрации лейкоцитов в крови спортсменов в нашем исследовании был корреляционно связан с результатом в беге на 800 м [r = -0,58; p 0,05] и с показателем силы мышц брюшного пресса [r = 0,80; p 0,01]. Статистически значимые корреляционные взаимосвязи с этими показателями специальной физической подготовленности выявлены нами и для сегментоядерных нейтрофилов и лимфоцитов. В первом случае, величины коэффициентов ранговой корреляции равнялись соответственно [r = -0,68; p 0,01] и [r = 0,67; p 0,1]. Во втором случае – соответственно [r = 0,61; p 0,01] и [r = -0,60; p 0,01]. Все эти изменения, на наш взгляд, связаны с текущим функциональным состоянием спортсменов и, вероятно, обусловлены уровнем тренированности. Доказательством тому являются статистически значимые корреляционные связи показателя процентной мощности спектра высокочастотных волн с показателями концентраций лейкоцитов [r = -0,47; p 0,05], сегментоядерных нейтрофилов [r = -0,44; p 0,05], лимфоцитов [r = 0,58; p 0,01], моноцитов [r = -0,49; p 0,05]. По мнению ряда авторов, несомненным признаком текущего функционального состояния организма является преобладание в покое доли высокочастотных волн (Немиров А. Д., 2004; Белова Е. Л., 2005; Шевченко А. Ю., 2006). Здесь, по-видимому, можно принять во внимание и факт выявленных корреляций между результатом в беге на 800 м и гематокритом [r = -0,51; p 0,05], MCHC [r = -0,58; p 0,05], концентрацией гемоглобина в крови [r = -0,47; p 0,05].
Актуальность изучения прогностических возможностей лейкоцитарной формулы определяется тем, что различные системы показателей гемограммы отражают интегральные характеристики всех гомеостатических систем организма, формирующих неспецифические адаптационные реакции (Гаркави Л. Х. и др., 1977; Тихончук В. С. и др., 1992; Ройт Ф. и др., 2000; Дубенская Л. И., Баженов С. М., 2003; Макарова Г. А., 2006; Pedersen B. K., 2006; Eagle R. A. et al., 2009). Информационный анализ позволяет показать с помощью обобщенных индексов оптимальное состояние функциональной системы. Считается, несомненно, перспективным изучение общих закономерностей адаптации с позиций термодинамических подходов, теории информации – оперирующих понятиями «энтропии – негэнтропии» (Шаталов А. И. и др., 1994; Автандилов Г. Г., 1990; Дубенская Л. И., Баженов С. М., 2003; Журило О. В., 2012). Так, лейкоцитарная формула представляет собой замкнутую систему относительно определенного в норме количества составляющих ее различных форм лейкоцитов. Различные вариации процентного содержания лейкоцитов в лейкоцитарной формуле, изменение количества информации, содержащейся в «нормальной» ЛФ, позволяет выявить тенденцию к заболеванию практически здорового человека (Тихончук В. С. и др., 1992; Бочаров М. В., Викулов А. Д., 2012). Используя такой подход, показано, что в группе лиц, относящихся к «диапазону нормы», отмечается 100-процентная «выявляемость» сильной связи (r = -0,7; -0,9) обратной корреляции между сегментоядерными нейтрофилами и лимфоцитами, основными по численности лейкоцитами нормальной лейкоцитарной формулы (Дубенская Л. И. и др., 2003; Бочаров М. В., Викулов А. Д., 2012).
Мы провели такой анализ. Он показал, что у спортсменов-борцов коэффициент корреляции между сегментоядерными нейтрофилами и лейкоцитами был равен [r = -0,95; p 0,01]. Исходя из этого, можно заключить, что эта сильная достоверная корреляция – признак состояния у спортсменов «адаптивной нормы». В контрольной группе этот коэффициент равнялся [r = -0,66; р 0,05]. Используя известную таблицу критериев адаптационных реакций (Гаркави Л. Х. и др., 1977), видим, что процентное содержание лимфоцитов в лейкоформуле периферической крови спортсменов равняется 28,80 ± 5,38 (%), что также соответствует состоянию «спокойной активации».