Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Адаптация систем кровообращения и иммунитета к сезонным условиям среды и физическим нагрузкам у квалифицированных спортсменов

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Адаптация систем кровообращения и иммунитета к сезонным условиям среды и физическим нагрузкам у квалифицированных спортсменов"

"05013327

На правах рукописи

т

ПЫ ПАЕВ А ИРИНА ЛЕОНИДОВНА

АДАПТАЦИЯ СИСТЕМ КРОВООБРАЩЕНИЯ И ИММУНИТЕТА К СЕЗОННЫМ УСЛОВИЯМ СРЕДЫ И ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ У КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ

03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 5 ч * о /012

Челябинск-2012

005013327

Диссертация выполнена в ФГЪОУ ВПО «Уральский государственный университет физической культуры»

Научный руководи!ель:

доктор биологических наук, доцент Колупаев Виталий Анатольевич

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Гавриш Татьяна Валентиновна

доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Елисеев Евгений Вадимович

доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой спорта, туризма и двигательной рекреации ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет физической культуры и спорта», г. Омск

Защита состоится « 6 » апреля 2012 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.03 при ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 69, конференц-зал (ауд. 116).

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет».

Автореферат разослан « 2» марта 2012 г.

Г""!

Ученый секретарь ^

диссертационного совета, П.А. Байгужин

кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Как известно, организм человека, помимо адаптации к физическим нагрузкам, непрерывно осуществляет приспособительные реакции к воздействию разнообразных факторов и условий среды, таких как: психогенные стрессорные ситуации [Бодров В.А., 2000], изменения алиментарного состава воды и рациона питания, высотная гипоксия, погодная и сезонная динамика условий внешней среды и др. [Агаджанян H.A. и соавт., 1998; Матюхин В.А., Разумов А.Н., 1999 и др.]. В этой связи акгуальным является изучение закономерностей адаптации организма к воздействию нескольких биотропных факторов [Викулов А.Д., 1997; Матюхин В.А., Разумов А.Н., 1999; Колупаев В.А., 2009; Любошенко Т.М., 2011 и др.].

Эффект адаптации организма спортсменов к физическим нагрузкам существенно зависит от деятельности систем кровообращения и иммунитета [Хрущев C.B., Левин М.Я., 1991; Исаев АП, 1993; Дятлов ДА, 1996; Сашенков С.Л, 1999; Фомин НА, 2003]. Вместе с тем, приспособительные изменения состояния системы кровообращения при адаптации к физическим нагрузкам в процессе регулярных тренировок в разнообразных условиях внешней среды в доступной литературе не отражены и требуют дальнейшего изучения.

С другой стороны, известно, что адаптация организма при стрессорных воздействиях различных факторов среды во многом определяется состоянием иммунной системы [Гаркави Л.Х. и соавт., 1990; Pedersen В.К., Hoffman-Goets L., 2000; Першин Б.Б., 2003; Афанасьева И.А,: 2007]. Клетки иммунной системы и гуморальные вещества помимо поддержания генетического постоянства гомеостаза организма [Ярилин A.A., 1999; Тихомирова C.B., 2007 и др.] и защиты от инфекционных агептов [Хаитов P.M. и соавт., 1995; Эберт, Л.Я. и соавт., 2004; Земсков А.М. и соавт., 2005] осуществляют регулягорные функции [Долгушин И.И., Бухарин О.В., 2001] и оказывают модулирующее влияние на деятельность1 вегетативных систем организма [Черешнев В.А. и соавт., 2002; Корнева Е.А., 2003 и др.]. Вместе с тем, механизмы участия клеток иммунной системы и синтезируемых ими гуморальных веществ в обеспечение процесса адаптации организма и системы кровообращения к физическим нагрузкам в процессе тренировочной деятельности, осуществляющейся в различных условиях внешней среды, во многом остаются гипотетичны и требуют углубленного изучения.

Таким образом, не вызывает сомнений, что функциональное состояние спортсменов зависит не только от адаптации к физическим нагрузкам, но н обусловлено совокупностью приспособительных реакций на действия экологических, техногенных и социальных факторов. Поэтому управление спортивной подготовкой только с учетом эффектов адаптации к физической нагрузке и без учета таковых в отношении других биотропных факторов не может обеспечить необходимого и достаточного уровня надежности направленной регуляции функционального состояния спортсменов.

Цель исследования: выявить особенности присиособительных изменений в деятельности систем кровообращения и иммунитета у спортсменов в зависимости от сезонных условий среды при адаптации к аэробным физическим нагрузкам. Задачи исследования:

1. Выявить адаптивные изменения показателей телосложения у спортсменов в зависимости от условий внешней среды и структуры двигательной деятельности лыжников-гонщиков и представителей спортивной ходьбы.

2. Определить особенности кровообращения у лыжников-гонщиков и представителей спортивной ходьбы в зависимости от условий среды при адаптации к аэробным физическим нагрузкам.

3. Сравнить показатели состояния иммунной системы у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года.

4. Изучить закономерности динамики в цикле года показателей системы крови и иммунитета у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением двигательной деятельности.

5. Определить взаимосвязь показателей состояния системы иммунитета с характеристиками кровообращения у спортсменов в зависимости от условий среды при адаптации к аэробным физическим нагрузкам.

Научная новизна. Впервые у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением мышечной деятельности выявлены различия взаимосвязи показателей иммунной системы с параметрами кровообращения в зависимости от сезонных условий внешней среды при выполнении физической работы.

Впервые выявлено, что у спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности удельный вес тела, величина которого существенно определяет ранг квалификации лыжников и ходоков, у первых связан с уровнем системной гемодинамики посредством корреляций с показателями состояния кровеносных сосудов, а у вторых - с показателями, отражающими активность механизмов вегетативной регуляции деятельности миокарда.

Установлено, что более чем в 50% случаев у спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности отмечались ниже нормы значения фагоцитарной активности нейтрофилов, активности комплемента и содержания ^О в сочетании с уровнем НСТ-теста нейтрофилов, концентрации циркулирующих иммунных комплексов и содержания 1дМ, превышающих норму.

Показано, что вне зависимости от динамики аэробных физических нагрузок в цикле года у лыжников и ходоков отмечались однотипные колебания по сезонам среднего уровня содержания гемоглобина и СОЭ, лизосомальной и НСТ-активности нейтрофилов, концентрации ^А в крови и циркулирующих иммунных комплексов, а также активности комплемента. Кроме того, удельный вес тела спортсменов обеих групп положительно связан со значением цветового показателя, СОЭ и уровнем индуцированного НСТ-теста нейтрофилов. Уровень Сердечного индекса у лыжников и ходоков

положительно связан с содержанием ^А в крови, ЧСС - с содержанием а значения систолического объема крови - с количеством эозинофилов.

Впервые показано, что процесс адаптации к аэробным физическим нагрузкам осенью и зимой опосредует положительную связь сердечного индекса в состоянии покоя с содержанием СБг5, СБз4 и СОньд-пи-лимфоцитов и отрицательную - с уровнем палочкоядерных нейтрофилов, а при адаптации к таковым весной и летом значения ЧСС у спортсменов положительно связаны с величиной СБ^- и СВ95-лимфоцитов. При этом состояние вегетативной регуляции сердечной деятельности у лыжников отрицательно связано с содержанием моноцитов в периферической крови, а у ходоков положительно - с содержанием гемоглобина в крови. Кроме того, динамика аэробных физических нагрузок в цикле года оказывала модулирующее влияние па сезонный ритм содержания гемоглобина, количества тромбоцитов и моноцитов, уровень фагоцитарного числа нейтрофилов, содержание В-лимфоцитов и в сыворотке крови.

Теоретическая и практическая значимость работы

Выявленные особенности корреляционных связей между показателями иммунитета и характеристиками гемодинамики у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года представляют эмпирическую основу для изучения закономерностей модуляции иммунной системой механизмов регуляции кровообращения при воздействии на организм аэробных физических нагрузок и температурных условий внешней среды. Полученные данные о характере и параметрах динамики показателей состояния систем кровообращения и иммунитета у лыжников и ходоков под влиянием физических нагрузок и температурных условий внешней среды являются предпосылкой для выявления закономерностей регуляции ритма функционального состояния организма спортсменов в цикле года посредством коррекции уровня аэробных физических нагрузок.

Полученные результаты используются в курсе лекций по спортивной морфологии и физиологии спорта, а также в учебном процессе кафедр Теории и методики лыжного спорта и Теории и методики легкой атлетики ФГОУ ВПО «Уральский государственный университет физической культуры». Результаты исследования внедрены в практику и используются тренерами для оптимизации спортивной подготовки квалифицированных лыжников и спортсменов, занимающихся спортивной ходьбой МУДОД «СДЮШОР №5» по лыжным гонкам, «СДЮШОР №1» и «СДЮШОР №2» по легкой атлетике г. Челябинска.

Положения, выносимые на защиту:

1. У спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности в покое уровень гемодинамики и состояние механизмов регуляции кровообращения в значительной мере зависит от сезонных условий внешней среды, в которых осуществляется двигательная активность.

2. Деятельность системы кровообращения при адаптации к аэробным физическим нагрузкам в соответствии с условиями внешней среды у

лыжников-гонщиков опосредована усилением системной гемодинамики за счет изменения состояния кровеносных сосудов, а у представителей спортивной ходьбы связана с особенностями вегетативной регуляции миокарда.

3. Вне зависимости от динамики аэробных физических нагрузок в цикле года у лыжников и представителей спортивной ходьбы отмечались однотипные колебания по сезонам большинства показателей системы крови и иммунитета.

4. Адаптация организма к сезонным условиям среды и аэробным физическим нагрузкам у лыжников-гонщиков сопровождалась активацией механизмов приобретенного иммунитета, а у представителей спортивной ходьбы -врожденным иммунитетом.

5. Взаимосвязь систем кровообращения и иммунитета у спортсменов при адаптации к аэробным физическим нагрузкам в соответствии с условиями среды у лыжников-гонщиков определяется корреляцией параметров кровообращения с показателями иммунореактивности, а у представителей спортивной ходьбы - с состоянием факторов неспецифической резистентности.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научно-практических конференциях УралГУФК (Челябинск, 2005-2007), II Международной научно-практической конференции ЧГПУ «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008), XI Всемирном конгрессе РУДН «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2010); IX Российскрй конференции иммунологов Урала (Челябинск, 2011), Российской научно-практической конференции «Медико-социальные аспекты формирования вторичных иммунодефицитных состояний у жителей Южно-Уральского региона» (Оренбург, 2011).

Публикации. Материалы диссертационного исследования представлены в 12 публикациях, из них 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 146 источников отечественной и 45 зарубежной литературы' Текст иллюстрирован 21 таблицей и 14 рисунками.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

В течение трех лет было обследовано 2 группы спортсменов в количестве 114 человек в возрасте 16-25 лет. Первую группу составили лыжники-гонхцики (п=68), вторую группу - спортсмены, занимающиеся спортивной ходьбой («ходоки», п=46). Обследуемый контингент включал спортсменов, имеющих квалификацию от перворазрядников до мастеров спорта международного класса. Исследование спортсменов обеих групп проводили в одни и те же сроки: осенью, зимой, весной и летом.

Изучение соматометрии у спортсменов проводили на кафедре Теории и методики лыжного спорта. Исследование кровообращения осуществляли в

лаборатории функциональной диагаостшш кафедры спортивной медицины и реабилитации УралГУФК. Изучите показателей системы крови и иммунитета проведено на базе НИИ иммунологии ГБОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития РФ».

Исследования проводили натощак в утреннее время с 8.30 до 11.30 часов. Сначала производили забор крови у спортсменов, затем измеряли обхваты частей тела и определяли толщину кожно-жировых складок. На завершающем этапе определяли состояние показателей кровообращения.

Число наблюдений показателей телосложения, кровообращения и иммунитета у спортсменов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Количество наблюдений показателей соматометрии, кровообращения и

Морфофункциональные показатели Группы спортсменов Этапы наблюдений Всего

осень зима весна лето

Соматометрия лыжники 12 12 10 10 44

ходоки 6 6 5 5 22

Состояние кровообращения лыжники 12 17 17 22 68

ходоки 10 14 11 11 46

Состояние системы крови и иммунитета лыжники 6 6 6 8 26

ходоки 6 6 5 5 22

УСЛОВИЯ включения. JO ииш^дииишш J-------—I-------

здоровые спортсмены, занимающиеся ходьбой и лыжными гонками не менее четырех лег, имеющие спортивную квалификацию не ниже первого разряда. Условия исключения: обследование проводилось не ранее чем через 8-10 часов после физической нагрузки у спортсменов с отсутствием признаков заболеваний и острых респираторно-внрусных инфекций.

Методы исследования

Показатели соматометрии у спортсменов определяли по общепринятой методике (Мартиросов Э.Г, 1982). Исследование показателей гемодинамики проводили при помощи метода биоимпедансной реографии (Астахов А.А., 1996) с использованием компьютерной системы «Кентавр - II РС» фирмы «Микролюкс» (Челябинск). При этом изучение гемодинамики у спортсменов проводили в положении лежа в условиях относительного покоя. Интерпретацию вариабельности сердечного ритма на протяжении 500 кардиоциклов осуществляли по рекомендациям Вейна А.М., (2000). Содержание эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов в крови определяли посредством общеклинических методов исследования в счетной камере Горяева. Концентрацию гемоглобина определяли на спектрофотометре стандартным цианметгемоглобшювым методом. Лейкограмму рассчитывали в сухих мазках крови, окрашенных по Лейшману. Цветовой показатель определяли но общепринятой формуле в относительных единицах. При изучении состояния системы иммунитета у спортсменов выделение популяций лейкоцитов из периферической крови осуществляли

центрифугированием на двойном градиенте фиколл-верографшш. Изучение фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови проводили на модели поглощения частиц монодисперсного полистирольнош латекса (Фреидлин И.С. и соавт., 1976), а лизосомальной активности нейтрофилов -посредством суправитального окрашивания акридиновым оранжевым (Фрейдлин И.С. и соавт., в модификации Эберт Л.Я. и соавт., 1983). Изучение внутриклеточного кислородзависимого метаболизма фагоцитов проводили посредством НСТ-теста (Park В.Н., Fikring S„ 1968; Маянский А.Н., Галлиулин А.Н., 1984). Определение содержания иммуноглобулинов A, G, М в сыворотке осуществляли методом радиальной иммунодиффузии в геле (Mancim G. et al„ 1965 в модификации Тихомирова А.А., 1977), а размеров циркулирующих иммунных комплексов осуществлялось по методике Гашковой В Г. и соавт., 1978. Уровень гемолитической активности комплемента осуществляли методом титрования по 50% гемолизу взвеси эритроцитов барана. Изучение содержания СБч:убпопуляций лимфоцитов в крови проводили по методике иммунофенотипирования с использованием моноклональных антител серии ИКО («Медбиоспекгр», г. Москва).

Методы статистической обработки Полученные материалы исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием общепринятых описательных статистик (среднего арифметического, стандартного отклонения, ошибки среднего арифметического), рассчитываемых посредством компьютерных программ Microsoft Excel и STATISTICA 6.0. (Боровиков В.П., 2003). Достоверность межгрупповых различий определяли на основе критерия Манна-Уитни а значимость динамики внутригрупповых показателей - на основе Меритерия Стьюдента для зависимых выборочных данных. С целью определения взаимосвязи показателей состояния системы иммунитета с характеристиками кровообращения у спортсменов был использован корреляционный анализ

рангового коэффициента корреляций Спирмена.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты сравнения показателей соматомегрии у лыжников и ходоков представлены в таблице 2. Как видно из этих данных, у лыжников отмечались более высокие значения массы и площади тела, а также индекса Кетле по сравнению с ходоками. Кроме того, в отличие от ходоков у них наблюдались большие значения жирового и тощего компонентов массы тела величина которого была выше за счет больших значений мышечной массы.

Несмотря на различия абсолютных показателей тощей, жировой и мышечной массы, средние значения удельного веса тела у лыжников и ходоков не имели достоверных различий. Вместе с тем, в каждой из исследуемых групп удельный вес тела коррелировал с рангом спортивной квалификации, что позволяет рассматривать его индивидуальные значения как интегральный показатель структурных адаптивных изменений телосложения спортсменов под влиянием локомоций и условий их осуществления.

Таблица 2

Показатели телосложения лыжники (п=45) Х±т ходоки (п=24) Х±т Р

1. Длила тела, м 180,64+1,30 178,58±0,92 >0,05

2. Масса тела, кг 71,48±1,15 65,4±0,77 <0,001

3. Площадь тела, м' 1,92±0,02 1,85±0,01 <0,05

4. Удельный вес тела, г/мл 1,0б±0,01 1,06±0,01 >0,05

5. Тощая масса, кг 63,47±0,97 58,36±0,66 <0,001

6. Содержание тощей массы, % 88,89±0,35 89,11*0,34 >0,05

7. Жировой компонент, кг 8,01±0,32 7,24±0,24 <0,05

8. Содержание жира, % 11,11*0,35 10,97±0,33 >0,05

9. Мышечная масса, кг 34,2б±0,78 30,85±1,11 <0,05

10. Содержашемышечноймаосы, % 47,94+0,87 47,04±1,37 >0,05

11. Индекс Кетле, усл. ед. 396,63±4,73 366,66±3,12 <0,001

телосложения и удельного веса тела, отражающие отрицательную зависимость последнего у лыжников с содержанием жировой массы, а у ходоков - с величиной мышечной массы: Вероятно, отмеченные различия корреляций связаны с сезохщой особенностью энергообеспечения сократительной деятельности миокарда, которое зимой осуществляется за счет липолиза, а летом - посредством гликолиза (Бреус Т.К. и соавт., 2002).

Результаты сравнения показателей кровообращения у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением двигательной деятельности при разных условиях внешней среды представлены в таблице 3.

По результатам проведенного исследования можно заключить, что уровень показателей кровообращения у обследованных лыжников и ходоков в целом не отличался от данных, полученных другими исследователями при наблюдении квалифицированных спортсменов с преимущественно аэробным механизмом энергообеспечения двигательной активности [Васильева В.В., 1975; Карпман В.Л., 1987; Дембо А.Г., 1991]. У ходоков в отличие от лыжников-гонщиков отмечались более высокие значения сердечного и систолического индекса. При этом у лыжников-гонщиков уровень значений частоты сердечных сокращений, систолического и среднединамического артериального давления, удельного периферического сопротивления сосудов, а также мощности спектра высокочастотных волн был выше, чем у ходоков.

Таблица 3

№ п/п Показатели кровообращения лыжники (п=68) Х±т ходоки (п=46) Х±т Р

1. Сердечный индекс, л/мин/м2 2,59±0,10 2,91±0,12 <0,01

2. Систолический индекс, мл/м2 45,0&±2,17 54,71±2,74 <0,001

3. Частота сердечных сокращений, уд/мин 59,28±1,17 54,67±1,39 <0,01

4. Систолическое давление, мм рт. ст. 122,87±1,3б 118,24±1,4Г <0,05

5. Диастолическое давление, мм рт. ст. 7б,40±1,03 73,70±1,0б >0,05

6. Среднее динамическое давление, мм рт.ст. 95,91±1,01 92,40±0,98 <0,05

7. Удельное периферическое сопротивление, усл.ед. 41,3б±1,68 34,17±1,50 <0,01

8. Вегетативный индекс Кердо, усл. ед. - 32,00±2,98 - 38,45±3,77 >0,05

9. Высокочастотные волны, м/с2 43,19*13,64 19,75±8,95 <0,05

10. Низкочастотные волны, м/с2 26,05±10,52 19,54±9,83 >0,05

11. Очень низкочастотные волны, м/с2 7,53±2,61 3,46±1,40 >0,05

величиной сердечного индекса и с уровнем показателей состояния кровеносных сосудов, то в группе ходоков - с величиной ЧСС и с уровнем показателей, отражающих состояние регуляции сердечной деятельности. Вероятно, адаптивные особенности телосложения, определяющие эффективность аэробной мышечной деятельности в зависимости от условий внешней среды, у лыжников связаны с характеристиками функционирования сосудов, а у ходоков - с показателями деятельности миокарда.

Далее мы провели изучение динамики показателей кровообращения по сезонам. Как видно из рисунка 1, летом и осенью значимых межгрупповых различий сердечного индекса мы не отмечали. При этом зимой и весной значения сердечного индекса у лыжников были достоверно ниже (Р<0,05), чем у ходоков. Кроме того, у лыжников зимой и весной значения сердечного индекса существенно снижались по сравнению с таковыми осенью.

о о з в л

Рис. 1. Динамика средних значений сердечного индекса у лыжников и

ходоков по сезонам Условные обозначения: * - достоверные межгрупповые различия;

р <0,05 - достоверные внутригрупповые

-' — различия между соответствующими сезонами;

о-осень, з-зима, в-весна, л-лето.

Средний уровень ЧСС у спортсменов обеих групп существенно не изменялся в цикле года. При этом средние значения систолического индекса (рис. 2) у ходоков весной и летом были выше, чем у лыжников (Р<0,01 и Р<0,05 - соответственно). Изменения уровня СОК так же, как и динамика значений сердечного индекса, в группе лыжников характеризовались достоверным повышением осенью по сравнению с зимой и весной (Р<0,05).

Рис. 2. Динамика систолического индекса у лыжников и ходоков по сезонам

Результаты изучения динамики среднединамического артериального давления у спортсменов представлены на рисунке 3. Как видно из этого рисунка, зимой уровень среднединамического давления у лыжников был

значительно выше, чем у ходоков (Р«0,05). При этом у лыжников уровень среднединамического давления осенью был ниже, чем в другие сезоны.

Рис. 3. Изменения уровня среднединамического давления у спортсменов

(Условные обозначения: см. рис. 1)

®~лыжники □ ходоки

Данные о динамике средних значений У ПС С у спортсменов представлены на рисунке 4. Как следует из этих данных, средний уровень удельного периферического сопротивления сосудов зимой и летом у лыжников-гонщиков был значительно выше, чем у ходоков (Р<0,05).

усл.ед

Ро-3<0,05

Р„_<0,05

Рис. 4. Динамика средних значений удельного периферического сопротивления сосудов у лыжников и ходоков

Таким образом, анализ динамики показателей кровообращения у спортсменов в цикле года показал, что у лыжников-гонщиков наблюдались более выраженные колебания по сезонам показателей сердечного и систолического индекса, чем у ходоков. Кроме того, у лыжников отмечались

12

более выраженные, чем у ходоков, изменения среднего уровня удельного периферического сопротивления сосудов и среднединамического артериального давления. Очевидно, относительные стабильные условия среды при осуществлении двигательной активности в спортивной ходьбе обеспечивали отсутствие значимых изменений уровня среднединамического давления и удельного периферического сопротивления сосудов у ходоков в Цикле года, тогда как сезонные изменения условий среды при осуществлении таковой в лыжных гонках обусловливают регуляцию уровня системной гемодинамики посредством изменения тонуса и эластичности сосудов.

Поскольку эффективность адаптации организма при разнообразных стрессорных воздействиях во многом определяется состоянием иммунной системы, то на следующем этапе нашей работы мы изучили состояние и динамику показателей системы крови и иммунитета у спортсменов. Так средний уровень относительного содержания Лф и палочкоздерных Нф у спортсменов обследованных групп был низким, а содержания Мн - высоким, по сравнению с нормативными значениями. Некоторое снижение содержания Лф в крови характерно в случае стрессорных физических нахрузок вследствие активации симпатоадреналовой системы [Гаркави Л.Х. и соавт., 1991]. При этом низкое содержание палочкоядерных Нф у обследованных свидетельствует о том, что уровень применяемых физических нагрузок соответствовал адаптационным возможностям организма спортсменов. Повышенный уровень содержания Мц у обследованных спортсменов, вероятно, связан с активным участием этой популяции лейкоцитов в механизмах стимуляции эритропоэза под влиянием аэробных физических нагрузок [Захаров Ю.М., 2003].

В 74% случаев у спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности отмечались низкие значения активности фагоцитоза Нф. При этом уровень активности и интенсивности спонтанного НСТ-теста Нф у 66% и 84% обследованных, соответственно, был выше нормы. В 50% случаев у обследованных спортсменов отмечали низкий уровень содержания Лф, несущих Т-клеточный маркер. Среди обследованных спортсменов в 96% случаев отмечали низкие значения содержания и высокий уровень У 80% обследованных спортсменов активность комплемента была ниже нормы.

При изучении показателей состояния системы крови и иммунитета у спортсменов с аэробным энергообеспечением двигательной деятельности было установлено, что средний уровень характеристик периферического отдела эршрона, лейкограммы, фагоцитарной и лизосомальной активности Нф, относительного содержания С03, СБ8, СБць, С01& С02о, СБ^, С034, С056, СБсц-лимфоцитов, уровня 1§А, и 1§М, общей активности комплемента и содержания ЦЖ у лыжников и ходоков не имел существенных различий. Вместе с тем, у лыжников уровень активности и интенсивности спонтанного НСТ-теста Нф и относительного содержания СОньА-мглимфоцитов был выше, а содержания тромбоцитов - ниже, чем у ходоков. Кроме того, количество наблюдений с низким уровнем фагоцитарного числа Нф, интенсивности индуцированного НСТ-теста и активности комплемента у лыжников было значительно ниже, чем у ходоков.

_гЛ.-'УУ'^.'Я

Ро-3<0.05

-

Ро-в<0.05

осень

зима

Ро-в<0.05

Рз-в<0.05

Рз-В<0.05

лето

Рз-л<о.оо1

Результаты сравнения динамики исследуемых показателей состояния систем крови и иммунитета у лыжников-гонщиков и ходоков представлены на рисунках 5-12. Так, у спортсменов обеих групп независимо от условий среды при осуществлении двигательной деятельности и разной динамики аэробных физических нагрузок в цикле года средний уровень содержания гемоглобина и СОЭ, активности и интенсивности фагоцитоза Нф, лизосомальной активности и уровня индуцированного НСТ-теста этих клеток, общей активности комплемента и величины ЦИК, а также содержания С025- и СБ5б-лимфоцитов в крови характеризовался синфазными колебаниями по сезонам. Содержание гемоглобина у лыжников и ходоков значительно увеличивалось осенью по сравнению с весной и летом (Р<0,05), а СОЭ у спортсменов этих групп зимой была ниже, чем весной (Р<0,05). Содержание клеток, несущих маркеры ранней активации С132з, у обследованных спортсменов уменьшалось летом, а уровень ЦИК у них увеличивался зимой. Активность комплемента у спортсменов обеих групп снижалась весной. Результаты изучения динамики показателей активности фагоцитоза, лизосомальной активности и индуцированного НСТ-теста Нф у лыжников-гонщиков и ходоков представлены на рису нках 5-7.

Рис. 5. Динамика средних значений активности фагоцитоза нейтрофилов у лыжников-гонщиков И ходоков (Условные обозначения: см. рис. 1)

1 лыжники

■ ходоки

Как видно из данных, представленных на рисунке 5, активность фагоцитоза Нф у лыжников-гонщиков и ходоков снижалась зимой, очевидно, ввиду снижения текучести мембраны из-за мобилизации липидов для обеспечения поддержания уровня сократительной деятельности миокарда и увеличения теплопродукции в организме.

Активность индуцированного НСТ-теста Нф у лыжников-гонщиков и ходоков увеличивалась летом (рис. б), очевидно, вследствие повышения содержания энергетических субстратов в клетках в результате снижения интенсивности теплопродукции. Синфазные изменения индуцированного НСТ-теста Нф у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года позволяют полагать, что общие тенденции колебаний уровня этого показателя у лыжников-гонщиков и ходоков обусловлены не

напряженностью адаптационных реакций к физическим нагрузкам, а связаны с изменением активности приспособительных механизмов к условиям среды.

зима весна

лето

1 лыжники__^_ходоки_

Рис. 7. Динамика средних значений лизосомальной активности нейтрофилов у ЛЫЖНИКОВ-ГОНЩИКОВ и ХОДОКОВ (Условные обозначения: см. рис. 1)

_________' лыжники_' ХОДОКИ

Рис. 6. Динамика средних значений индуцированного НСТ-теста нейтрофилов у лыжников-гонщиков и ходоков Результаты динамики лизосомальной активности Нф у спортсменов представлены на рисунке 7. Как видно из этих данных, средний уровень лизосомальной активности Нф у спортсменов обеих групп достоверно повышался осенью. При этом наибольшее число спортсменов с высокими значениями содержания лизосомальных ферментов в Нф также существенно увеличивалось в осенний период, вероятно вследствие сезонного увеличения экзогенной антигенной агрессии, прежде всего, через слизистые желудочнс-кишечного и дыхательного трактов._____

осень

весна

зима

лето

Напротив, динамика содержания С05б~лимфоцитов в цикле года у спортсменов обеих групп (рис. 8) характеризовалась существенным снижением осенью по сравнению с другими сезонами. Можно полагать, что осенью уменьшение содержания СВ^-лимфоцитов у практически здоровых спортсменов связано не со снижением числа этих клеток, поступающих в циркуляцию, а обусловлено более интенсивной миграцией их в ткани.

Таким образом, можно полагать, что адаптационные реакции системы крови и иммунитета в ответ на сезонные изменения условий внешней среды

зимой у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением мышечной деятельности характеризовались повышением содержания гемоглобина и циркулирующих иммунных комплексов на фоне снижения фагоцитарной активности Нф и СОЭ, Весной изменения иммунного статуса у спортсменов сопровождались снижением гемолитической активности комплемента, а летом - повышением уровня потенциальных возможностей кислородзависимых механизмов биоцидности Нф на фоне снижения содержания активированных Лф. Осенью у спортсменов обеих групп отмечалось снижение относительного содержания ЫК-лимфоцитав в сочетании с компенсаторным повышением лизосомальной активности Нф.

^лыжники____________г ходоки

Рис. 8. Динамика средних значений содержания СВ56-лимфоцитов у лыжников-гонщиков и ходоков

Вместе с тем, динамика среднего уровня целого ряда исследуемых показателей, таких как: содержание моноцитов, фагоцитарное число (рис. 9) и интенсивность спонтанного НСТ-теста нейтрофилов, количество циркулирующих СВ2о- и СБ^-лимфоцитов (рис. 10-11), а также содержание 1еА (рис. 12) в периферической крови - в отдельные сезоны года у лыжников-гонщиков и ходоков характеризовалась противоположными изменениями.

Так среднее значение фагоцитарного числа нейтрофилов (рис. 9) у лыжников-гонщиков повышалось летом при низком уровне физических нагрузок, а у ходоков уровень поглотительной способности Нф в этот сезон снижался в связи с максимальным увеличением напряженности тренировочного процесса. Напротив, динамика интенсивности спонтанного НСТ-теста Нф в обеих группах характеризовалась повышением в период максимального объема аэробных физических нагрузок: у лыжников-гонщиков - зимой, а у ходоков - летом. Характер изменений количества циркулирующих Мн в крови в целом также соответствовал динамике уровня аэробных физических нагрузок в цикле года у спортсменов, у лыжников-гонщиков снижаясь весной по сравнению с зимой, а у ходоков - повышаясь.

Рис. 9. Динамика средних значений фагоцитарного числа нейтрофилов

у лыжников-гонщиков и ходоков

Результаты исследования динамики содержания СО20-лимфоцитов в периферической крови спортсменов представлены на рисунке 10.

/о

30"—

1 ЛЫЖНИКИ___________2 ХОДОКИ

Рис. 10. Динамика средних значений содержания СВ20-лимфоцитов у лыжников-гонщиков И ходоков (Условные обозначения: см. рис. 1)

Как видно из представленных данных, осенью в период значительного повышения уровня аэробных физических нагрузок содержание СБ20-лимфоцитов в периферической крови у лыжников-гонщиков снижалось, а у ходоков в этот сезон после перерыва в тренировках содержание В-лимфоцитов повышалось.

Динамика содержания С034-лимфоцитов в периферической крови у спортсменов также соответствовала основным тенденциям изменения уровня аэробных физических нагрузок в цикле года у лыжников-гонщиков и ходоков (рис.11). Так, летом при низком уровне физических нагрузок уровень содержания СВ34-лимфоцитов у лыжников-гонщиков существенно повышался по сравнению с осенью и зимой, а у ходоков - значительно снижался.

Рис. 11. Динамика средних значений содержания СОз4-лимфоцитов у лыжников-гонщиков и ходоков Результаты изучения динамики содержания в крови у спортсменов представлены на рисунке 12. Как видно из этих данных, у лыжников уровень 1§А в крови снижался зимой, а у ходоков - весной и летом, в период наибольших по объему и интенсивности аэробных, физических нагрузок.

Рис. 12. Динамика средних значений содержания ^А у лыжников и ходоков

Таким образом, адаптационные реакции системы иммунитета в ответ на хронические аэробные физические нагрузки в каждой из исследуемых групп независимо от сезона характеризовались снижением поглотительных способностей и с компенсаторным повышением интенсивности спонтанного НСТ-теста Нф, уменьшением числа моноцитов, В-лимфоцитов и стволовых кроветворных клеток, а также уровня 1§А в периферической крови.

Изучение корреляций исследуемых показателей состояния иммунитета и кровообращения у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года показало, что в обеих группах значения сердечного индекса положительно связаны с абсолютным и относительным содержанием эозинофилов в крови и опосредовано - корреляцией последних с величиной СОК. Кроме того, МОК был положительно связан с содержанием ^А, а ЧСС - с уровнем содержания в сыворотке крови. При этом следует отметить,

что в каждой из обследованных групп индивидуальные значения показателя ЧСС отрицательно связаны с особенностью динамики уровня напряженности тренировочного процесса в цикле года у лыжников-гонщиков и ходоков.

Вместе с тем, у лыжников-гонщиков значения сердечного индекса положительно коррелировали с уровнем Лф в крови и с содержанием С02з+, СО,/, СБ95+ и СОщ.д.т+-субпопуляций лимфоцитов, а также отрицательно связаны с количеством палочкоядерных Нф. Значения вегетативного индекса Кердо у них были отрицательно связаны с содержанием Мц. У ходоков уровень вегетативного индекса Кердо положительно связан с содержанием гемоглобина, а величина ЧСС у них положительно коррелировала с уровнем содержания СБ]6+ и СВ95+-лимфоцитов в периферической крови.

Выводы

1. Средний уровень абсолютных значений тощей, жировой и мышечной массы у лыжников-гонщиков был выше, чем у ходоков, а удельный вес и доля компонентов массы тела не имели значимых межгрупповых различий, что отражает более высокий уровень анаболизма у первых, а катаболизма - у вторых. Значения удельного веса тела у лыжников-гонщиков и ходоков положительно связаны с рангом их спортивной квалификации. У лыжников-гонщиков удельный вес тела коррелировал с толщиной жировой складки на кисти и на щеке, а также с обхватом головы, шеи и ягодиц, а у ходоков - с количеством мышечной массы, обхватом грудной клетки на вдохе и периметром предплечий.

2. Показатели кровообращения в покое у представителей спортивной ходьбы характеризовались более высокими значениями сердечного и систолического индексов и более низким уровнем систолического и среднединамического давления, общего и удельного периферического сопротивления сосудов, а также частоты сердечных сокращений и мощности спектра высокочастотных волн, чем у лыжников-гонщиков. Изменения системного кровообращения в покое у лыжников-гонщиков в цикле года обусловлены колебанием периферического сопротивления сосудов, а у ходоков - уровнем сердечной производительности.

3. У практически здоровых спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности в 50-74% случаев отмечались низкие значения фагоцитарной активности нейтрофилов, а в 66-84% случаев высокий уровень НСТ-активности нейтрофилов. У 96% обследованных спортсменов содержание было повышено, а содержание у такого же числа обследованных было ниже нормы. Концентрация циркулирующих иммунных комплексов в 44% случаев бьша выше нормы, а активность комплемепта у 80% обследованных бьша низкой. Спонтанная НСТ-активность нейтрофилов и содержание СОща-мс лимфоцитов у лыжников-гонщиков были значительно выше, а уровень тромбоцитов - ниже, чем у ходоков. Среди ходоков отмечалось достоверно большее (Р<0,05) число случаев с низкими значениями

фагоцитарного числа нейтрофилов и большее число наблюдений с высоким уровнем интенсивности индуцированного НС'Г-теста (Р<0,05).

4. У лыжников и ходоков вне зависимости от динамики аэробных физических нагрузок в цикле года содержание гемоглобина осенью было значительно выше, чем весной и летом, а скорость оседания эритроцитов весной достоверно повышалась по сравнению с зимой. Активность и интенсивность фагоцитоза нейтрофилов у спортсменов обеих групп снижалась зимой, а уровень лизосомалыюй активности этих клеток летом и осенью был значительно выше, чем зимой. Уровень активности индуцированного НСТ-теста нейтрофилов в группе лыжников и ходоков весной был значительно ниже, чем летом. Содержание СБ^-лимфоцитов у них снижалось легом, а содержание С056-клеток - осенью. Уровень активности комплемента у спортсменов обеих групп весной был ниже, чем зимой и летом, а концентрация циркулирующих иммунных комплексов у спортсменов зимой была существенно выше, чем осенью.

5. Особенности динамики аэробных физических нагрузок в цикле года оказывали значимое влияние на сезонный уровень ряда показателей системы крови и иммунитета у спортсменов, что проявлялось повышением содержания тромбоцитов в крови у ходоков летом и отсутствием зимой у них увеличения содержания гемоглобина. Весной у лыжников количество моноцитов в крови было ниже, чем осенью, а у ходоков - выше. Уровень фагоцитарного числа нейтрофилов у ходоков легом значительно снижался в сравнении с зимой и весной, а у лыжников - увеличивался. Содержание СГ>2о-лимфоцитов у лыжников осенью было значительно ниже, чем в другие сезоны, а у ходоков - достоверно выше. Летом у лыжников-гонщиков наблюдалось увеличение содержания ^А в периферической крови по сравнению с зимой, а у ходоков - снижение концентрации этого класса иммуноглобулинов в сыворотке.

6. У спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности минутный объем крови положительно коррелировал с содержанием 1дА, систолический объем крови положительно связан с содержанием эозинофилов, а уровень частоты сердечных сокращений - с содержанием

У лыжников сердечный индекс положительно связан с содержанием СБд СБн СОщАтж-лимфоцитов и отрицательно - с содержанием палочкоядерных нейтрофилов, а уровень вегетативного индекса Кердо отрицательно взаимосвязан с содержанием моноцитов. У ходоков уровень частоты сердечных сокращений положительно коррелировал с содержанием С016 и СО^ -лимфоцитов, а вегетативный индекс Кердо - с содержанием гемоглобина в крови.

7. Закономерности адаптации организма к сезонным условиям среды и аэробным физическим нагрузкам у лыжников-гонщиков обеспечивают взаимосвязь иммунной системы и кровообращения за счет механизмов иммупореактивности, а у ходоков взаимодействие этих систем осуществляется с участием механизмов неспецифической резистентности.

Список публикаций по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Пылаева, И.Л. Сравнение содержания CD-субпопуляций лимфоцитов в периферической крови у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года / ИЛ Пыласва, В.А. Колупаев // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2011. -№2/2, (35). -С. 102-103.

2. Пылаева, И.Л. Сравнение уровня показателей состояния нейтрофилов и содержания иммуноглобулшюв в крови у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок / И.Л. Пыласва // Вестник ЧГПУ. - 2011 - №8. - С.252-258.

3. Пылаева, И. Л. Взаимосвязь показателей кровообращения и иммунитета у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года / I1JL Пылаева, В.А. Колупаев // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - №1. - Режим доступа: http: // www. science - education, ru / 101 -5500 - 02.02.2012.

Публикации в других изданиях

4. Пылаева, И.Л. Изменение показателей гемодинамики у спортсменов в процессе развития аэробной выносливости / ИЛ Пылаева // Спортивная тренировка, восстановительная медицина, образование, правовые и экономические аспекты физической культуры и спорта: сб. науч. трудов молодых ученых УралГУФК. - Челябинск: УралГУФК, 2005.-Вып. 4.-С. 103-105.

5. Пьшаева, И. Л. Морфологические показатели представителей циклических видов спорта / ИЛ. Пылаева // Спортивная тренировка, восстановительная медицина, образование, правовые и экономические аспекты физической культуры и спорта: сб. науч. трудов молодых ученых УралГУФК. - Челябинск: УралГУФК, 2006. - С. 113-115.

6. Пьшаева, И.Л. Морфологические показатели квалифицированных лыжников-гонщиков / И.Л. Пылаева П Профилактика, реабилитация и адаптация в медицине и спорте: материалы 8-ой областной научно-практической конференции, посвященной 70-летию академика РАЕН, профессора Ф.И. Василенко. - Челябинск: УралГУФК, 2006. - С. 60-61.

7. Пьшаева, ИЛ Показатели компонентов массы тела квалифицированных представителей циклических видов спорта / ИЛ Пылаева // Актуальные проблемы теории и методики физической культуры и восстановительной медицины: сб. науч. трудов молодых ученых УралГУФК. - Челябинск: УралГУФК, 2007. - Вып. 6. - С. 163-164.

8. Характеристики телосложения и свойств личности спортсменов с аэробным механизмом энергообеспечения двигательной деятельности / В.А. Колупаев, И.И. Долгушин, С.Л. Сашенков, Л.С. Борисова, ИЛ Пыласва // Актуальные вопросы оздоровления, спортивной и восстановительной медицины: сб. трудов, посвященный 60-летию врачебно-физкультурной службы РФ / ЧелГМА. - Челябинск, 2007. -

• С. 15-20. : • .

9. Состояние показателей иммунного статуса у спортсменов различных специализаций / В.А. Колупаев, И.И. Долгушин, C.JI. Сашенков, ИЛ Пыласва, Е.К. Старикова // Российский иммунологический журнал. - 2008. -Т. 2 (11), № 2-3. - С. 178.

10.Сашенков, СЛ. Сравнение показателей кровообращения у лыжников и представителей спортивной ходьбы по сезонам / C.JI. Сашенков, ИЛ Пыласва, В.А. Колупаев // Материалы П-ой Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 8-11 октября 2008 г.) / ЧГТТУ. - Челябинск, 2008. - Т. 2. - С. 346-350.

11. Динамика состояния систем транспорта кислорода по сезонам года у спортсменов под влиянием анаэробных и аэробных физических нагрузок / В.А. Колупаев, C.JI. Сашенков, О.В. Журило, И.Л. Пылаева // Актуальные вопросы восстановительного лечения, оздоровления, спортивной медицины: сб. трудов, посвященный 5-летию создашпо кафедры ЛФК, спортивной и восстановительной медицины, курортологии и физиотерапии / ЧелГМА. - Челябинск, 2008. - С.54-59.

12. Пылаева, И.Л. Динамика и взаимосвязь показателей кровообращения у спортсменов в цикле года / И.Л Пыласва, В.А. Колупаев // Материалы XI Международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва 9-12 декабря 2010 г.)/ РУДН. - С. 345-346.

Общий объем научных публикаций соискателя составляет 3,31 пл., из которых авторский вклад соискателя составляет 2,35 п.л. или 71%. '

Сокращения, используемые в автореферате АДартериальное давление : АФНф - активность фагоцитоза нёйтрофилой : ' АХ - ацетилхолин -

ВНС - вегетативная нервная система ГК - глюкокортикоиды

ДАД - диастолическое артериальное давление ■; КА - катехоламипы

ЛАНф -лизосомальная активность нейтрофилов

Лф-лимфоциты

Лц-лейкоциты

Мн - моноциты

МОК - минутный объем крови

Нф - нейтрофилы

ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов

САД - систолическое артериальное давление

СИ - систолический индекс

СОК - систолический объем крови

СОЭ - скорость оседания эритроцитов

УПСС - удельное периферическое сопротивление сосудов

ФЧНф - фагоцитарное число нейтрофилов

ЧСС - частота сердечных сокращений

Эо - эозинофилы Эр - эритроциты

ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы

Цп - цветовой показатель

НЬ - гемоглобин

И7 - высокочастотные волны

ЬР - низкочастотные волны

У1¥ - очень низкочастотные волпы

Подписано к печати 02.03.2012 г. Формат 60x84 1/16 Объем 1,0 уч.- изд. л. Заказ № 780 Тираж 100 экз. Отпечатано на ризографе в типографии ФГБОУ ВПО ЧГПУ 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 69

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пылаева, Ирина Леонидовна, Челябинск

61 12-3/1061

МИНИСТЕРСТВО СПОРТА, ТУРИЗМА И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ»

На правах рукописи

Пылаева Ирина Леонидовна

АДАПТАЦИЯ СИСТЕМ КРОВООБРАЩЕНИЯ И ИММУНИТЕТА К СЕЗОННЫМ УСЛОВИЯМ СРЕДЫ И ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ У КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ

03.03.01 - физиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: д.б.н., доцент Колупаев В.А.

Челябинск - 2012

Содержание

стр.

Введение.......................................................................................5

Глава 1. Адаптация систем кровообращения и иммунитета у спортсменов под влиянием аэробных физических нагрузок.................................11

1.1. Соматометрические показатели телосложения представителей разных видов спорта..........................................................11

1.2. Адаптационные реакции системы кровообращения в ответ на воздействие физических нагрузок и термических условий внешней среды................................................................16

1.3. Состояние системы крови и иммунитета у спортсменов в процессе адаптации к физическим нагрузкам.......................................30

Глава 2. Организация и методы исследования.......................................42

2.1. Организация исследования.................................................42

2.2. Методы исследования......................................................44

2.2.1. Методы соматометрии....................................................44

2.2.2. Методы исследования кровообращения у спортсменов............48

2.2.3. Методы исследования клеток периферической крови и иммунитета..................................................................50

2.2.4. Методы статистической обработки.....................................55

Глава 3. Сравнение показателей телосложения лыжников-гонщиков

и представителей спортивной ходьбы.......................................56

Глава 4. Состояние и динамика показателей системы кровообращения у спортсменов при адаптации к аэробным физическим нагрузкам........................................................................64

4.1. Состояние показателей гемодинамики у лыжников-гонщиков

и ходоков.......................................................................64

4.2. Динамика показателей кровообращения у лыжников-гонщиков

и представителей спортивной ходьбы в цикле года..................68

Глава 5. Состояние и динамика показателей систем крови и иммунитета у спортсменов при адаптации к аэробным физическим нагрузкам........................................................................11

5.1. Состояние показателей периферической крови и иммунитета

у лыжников-гонщиков и ходоков..........................................77

5.2. Динамика показателей периферической крови и иммунитета

у лыжников и представителей спортивной ходьбы в цикле го да... 90

Заключение................................................................................107

Выводы.....................................................................................123

Практические рекомендации...........................................................126

Список литературы.......................................................................127

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ АД - артериальное давление АФНф - активность фагоцитоза нейтрофилов АХ - ацетилхолин

ВНС - вегетативная нервная система ГК - глюкокортикоиды

ДАД - диастолическое артериальное давление КА - катехоламины

ЛАНф - лизосомальная активность нейтрофилов

Лф - лимфоциты

Лц - лейкоциты

Мн - моноциты

МОК - минутный объем крови

Нф - нейтрофилы

ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов

САД - систолическое артериальное давление

СИ - систолический индекс

СОК - систолический объем крови

СОЭ - скорость оседания эритроцитов

УПСС - удельное периферическое сопротивление сосудов

ФЧНф - фагоцитарное число нейтрофилов

ЧСС - частота сердечных сокращений

Эо - эозинофилы

Эр - эритроциты

ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы

Цп - цветной показатель

НЬ - гемоглобин

№ - высокочастотные волны

ЬР - низкочастотные волны

УЬР - очень низкочастотные волны

Введение

Актуальность исследования. Как известно, организм человека, помимо адаптации к физическим нагрузкам, непрерывно осуществляет приспособительные реакции к воздействию разнообразных факторов и условий среды, таких как: психогенные стрессорные ситуации [Бодров В.А., 2000], изменения алиментарного состава воды и рациона питания, высотная гипоксия, погодная и сезонная динамика условий внешней среды и др. [Агаджанян H.A. и соавт., 1998; Хаитов P.M. и соавт., 1995 и др.]. В этой связи актуальным является изучение закономерностей адаптации организма к действию нескольких биотропных факторов [Матюхин В.А., Разумов А.Н., 1999; Эберт Л.Я. и соавт., 2004; 2005; Колупаев В.А., 2009 и др.].

Эффект адаптации организма к физическим нагрузкам в значительной мере зависит от деятельности кровообращения и системы иммунитета [Хрущев С.В., Левин М.Я., 1991; Исаев А.П., 1993; Дятлов Д.А., 1996; Сашенков С.Л., 1999; Фомин H.A., 2003]. Вместе с тем, приспособительные изменения в деятельности кровообращения при адаптации к физическим нагрузкам в процессе сезонной динамики условий внешней среды в доступной литературе не отражены и требуют дальнейшего изучения.

С другой стороны, известно, что адаптация организма при стрессорных воздействиях различных факторов среды во многом определяется состоянием системы крови и иммунитета [Иммунофизиология, 2002; Захаров Ю.М., 2001; 2003; Першин Б.Б. и соавт., 2003; Pedersen В.К., Hoffman-Goets L., 2000 и др.]. Клетки иммунной системы и гуморальные вещества помимо поддержания генетического постоянства гомеостаза организма [Ройт А., 1991; Ярилин A.A., 1999; Иммунофизиология, 2002 и др.] и защиты от инфекционных агентов [Иммунология, 1989; Ковальчук Л.В., Пинегин Б.В., 1999; Земсков A.M. и соавт., 2005 и др.] осуществляют регуляторные функции [Долгушин И.И., Бухарин О.В., 2001] и оказывают модулирующее влияние на деятельность вегетативных систем организма [Черешнев В.А. и

соавт., 2002; Корнева Е.А., 2003 и др.]. Вместе с тем, механизмы участия клеток иммунной системы и синтезируемых ими гуморальных веществ в процессе адаптации организма и системы кровообращения к физическим нагрузкам при различных сезонных условиях внешней среды, во многом остаются гипотетичны и требуют углубленного изучения.

Таким образом, не вызывает сомнений, что функциональное состояние спортсменов зависит не только от адаптации к физическим нагрузкам, но и обусловлено совокупностью приспособительных реакций на действия экологических, техногенных и социальных факторов. Поэтому исследование особенностей механизмов адаптации кровообращения и системы иммунитета в процессе приспособления организма спортсменов к физической нагрузке и сезонным изменениям условий среды является весьма актуальным.

Цель исследования: выявить особенности приспособительных изменений в деятельности систем кровообращения и иммунитета у спортсменов в зависимости от сезонных условий среды при адаптации к аэробным физическим нагрузкам.

Задачи исследования:

1. Сравнить характеристики телосложения квалифицированных спортсменов с разной динамикой адаптации организма к аэробным физическим нагрузкам и сезонным условиям внешней среды.

2. Выявить особенности кровообращения у спортсменов в связи с сезонными условиями среды при адаптации к аэробным физическим нагрузкам.

3. Сравнить показатели состояния систем крови и иммунитета у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года.

4. Изучить закономерности сезонных изменений показателей систем крови и иммунитета у квалифицированных спортсменов с разным характером динамики аэробных физических нагрузок в цикле года.

5. Сравнить структуру взаимосвязей показателей состояния кровообращения и иммунитета у спортсменов при адаптации к аэробным физическим нагрузкам в разных сезонных условиях внешней среды.

Научная новизна. Впервые у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением мышечной деятельности выявлены различия корреляций показателей иммунной системы с параметрами кровообращения в зависимости от сезонных условий среды в процессе долговременной адаптации к аэробным физическим нагрузкам.

Впервые выявлено, что у спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности удельный вес тела, величина которого существенно определяет ранг квалификации лыжников-гонщиков и представителей спортивной ходьбы, у первых значения удельного веса связаны с уровнем системного кровообращения за счет корреляций с показателями состояния кровеносных сосудов, а у вторых - с показателями состояния миокарда.

Показано, что вне зависимости от особенностей динамики аэробных физических нагрузок в цикле года у лыжников и представителей спортивной ходьбы отмечались однотипные колебания по сезонам уровня содержания гемоглобина и СОЭ, лизосомальной и НСТ-активности нейтрофилов и циркулирующих иммунных комплексов и активности комплемента. Кроме того, удельный вес тела спортсменов обеих групп положительно связан с величиной цветного показателя, СОЭ и уровнем индуцированного НСТ-теста нейтрофилов. Значения сердечного индекса у спортсменов обеих групп положительно связаны с уровнем 1§А в крови, ЧСС - с содержанием ^М, а значения систолического объема крови - с количеством эозинофилов.

Впервые показано, что процесс адаптации к аэробным физическим нагрузкам осенью и зимой опосредует положительную связь сердечного индекса в состоянии покоя с содержанием С025, С034 и СОньд-бя-лимфоцитов и отрицательную - с уровнем палочкоядерных нейтрофилов, а при адаптации к таковым весной и летом значения ЧСС у спортсменов положительно связаны с величиной СБ16- и СОд5-лимфоцитов. Состояние вегетативной регуляции кровообращения у лыжников-гонщиков отрицательно связано с содержанием моноцитов в периферической крови, а у представителей спортивной ходьбы положительно - с содержанием гемоглобина. Кроме того,

динамика аэробных физических нагрузок в цикле года оказывала модулирующее влияние на сезонный ритм содержания гемоглобина, количества циркулирующих тромбоцитов и моноцитов в крови, уровень фагоцитарного числа нейтрофилов, относительного содержания В-лимфоцитов и уровня содержания в сыворотке крови.

Теоретическая и практическая значимость работы

Выявленные особенности корреляционных связей между показателями иммунитета и характеристиками гемодинамики у спортсменов с разной динамикой аэробных физических; нагрузок в цикле года дополняют фактологические основания определения физиологических закономерностей взаимоотношения иммунной системы с системой кровообращения при изучении механизмов их взаимодействия в условиях воздействия на организм аэробных физических нагрузок и сезонных факторов внешней среды. Полученные данные о характере и параметрах динамики показателей состояния систем кровообращения и иммунитета у лыжников-гонщиков представителей спортивной ходьбы под влиянием физических нагрузок и сезонных условий внешней среды уточняют закономерности регуляции сезонного ритма функционального состояния организма человека за счет дозирования уровня аэробных физических нагрузок в цикле года.

Полученные результаты используются в курсе занятий по спортивной морфологии и физиологии спорта, а также в учебном процессе кафедр Теории и методики лыжного спорта и Теории и методики легкой атлетики ФГБОУ ВПО «Уральского государственного университета физической культуры». Результаты исследования внедрены в практику и используются тренерами для оптимизации спортивной подготовки квалифицированных лыжников-гонщиков в МУДОД «СДЮШОР № 5» по лыжным гонкам и спортсменов, занимающихся спортивной ходьбой, в «СДЮШОР № 1» и «СДЮШОР № 2» по легкой атлетике г. Челябинска.

Положения, выносимые на защиту:

1. В состоянии покоя у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением двигательной деятельности динамика показателей кровообращения в цикле года в значительной мере зависит от сезонных изменений условий среды при адаптации к физическим нагрузкам.

2. Независимо от динамики аэробных физических нагрузок в цикле года у лыжников-гонщиков и представителей спортивной ходьбы наблюдаются синфазные колебания по сезонам показателей состояния периферического отдела системы эритрона, факторов неспецифической резистентности и иммунореактивности. Процесс адаптации организма спортсменов к аэробным физическим нагрузкам в значительной степени зависит от состояния приспособительных реакций системы иммунитета в ответ на сезонные изменения условий внешней среды.

3. Особенности динамики физических нагрузок в цикле года у лыжников-гонщиков и ходоков оказывают существенное влияние на сезонные колебания показателей системы крови и иммунитета у спортсменов.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научно-практических конференциях УралГУФК (Челябинск, 2005-2007), II Международной научно-практической конференции ЧГПУ «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008), XI Всемирном конгрессе РУДН «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2010); IX Российской конференции иммунологов Урала (Челябинск, 2011), Российской научно-практической конференции «Медико-социальные аспекты формирования вторичных иммунодефицитных состояний у жителей Южно-Уральского региона» (Оренбург, 2011).

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 191 публикацию, из которых - 146 источников отечественных и 45 зарубежных авторов. Текст диссертации содержит 25 таблиц и иллюстрирован 14 рисунками.

Глава 1. Адаптация систем кровообращения и иммунитета у спортсменов под влиянием аэробных физических нагрузок

1.1. Соматометрические показатели телосложения представителей

разных видов спорта

В настоящее время регулярно появляются работы, посвященные морфофункциональным перестройкам организма спортсмена. И это вполне естественно, так как приспособительные изменения, возникающие в организме спортсменов при систематических тренировках, являются физиологической основой повышения их работоспособности [Солодков A.C., 1996]. Показатели телосложения значительно варьируют у представителей разных видов спорта в зависимости от особенности двигательной деятельности. Кроме того, уровень многих соматометрических показателей подвержен изменениям у спортсменов в связи с динамикой физических и психических нагрузок, а также в связи с воздействием условий внешней среды на организм [Зимкин Н.В., 1975; Деряпа Н.Р. и соавт., 1985; Карпман В.Л., 1987; Мартиросов Э.Г., 2007].

Выполненные в последние годы исследования по раскрытию механизмов адаптации спортсменов к физическим нагрузкам доказывают, что морфофункциональные перестройки при долговременной адаптации обязательно сопровождаются изменением взаимоотношений регуляторных механизмов; мобилизацией и использованием физиологических резервов организма, а также формированием функциональной системы адаптации к определенному виду двигательной активности. В процессе приспособительных реакций к физическим нагрузкам происходят морфологические преобразования на различных уровнях структурной организации скелетных мышц: органном, клеточном, субклеточном. Следствием таких преобразований может быть метаболическая перестройка в миоцитах, а при определенных условиях и изменение пластических свойств

их энергообразующих и сократительных структур. Вслед за активацией числа и функциональной активности митохондрий возрастает синтез белка и увеличивается масса миофибрилл [Козлов В.И., Гладышева А.А., 1977].

Динамика выхода публикаций свидетельствует о стремительном росте интереса к изучению состава тела [Мартиросов Э.Г., 2007; Дорохов Р.Н., 1991; Heymsfield S.B. et al., 2005]. Состав тела имеет существенную взаимосвязь с уровнем физической работоспособности человека и эффективностью его адаптации к среде обитания. Особенно выражена эта связь при экстремальной профессиональной и спортивной деятельности [Мартиросов Э.Г., 1985; Мартиросов Э.Г., 1998; Hergenroeder А.С., Klish W.J., 1990; Heymsfield S.B. et al., 2005; Wagner D.R., Heyward V.H., 1999; YasumuraS. et al., 1990].

Для изучения состава тела необходимо исследовать абсолютное и относительное содержание основных его компонентов, таких как: масса тела, содержание мышечной, жировой, костной ткани, внутренних органов и воды. Увеличение мышечного компонента, как правило, приводит к повышению физических возможностей организма, что сопровождается увеличением содержания аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и (или) усилением аэробного ресинтеза макроэргов. Увеличение жировой массы, наоборот, ухудшает состояние здоровья и, как правило, способствует снижению физической работоспособности. У спортсменов различных специализаций не только толщина подкожно-жирового слоя, но и характер распределения его на поверхности тела неодинаковые. Жировую и безжировую (активную) массу тела определяют различными методами: биохимическим, гидрометрическим, гидр�