Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Реологические свойства крови у физически активных лиц с разным характером мышечной деятельности

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Реологические свойства крови у физически активных лиц с разным характером мышечной деятельности"

На правах рукописи

МЕЛЬНИКОВ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ У ФИЗИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ЛИЦ С РАЗНЫМ ХАРАКТЕРОМ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ярославль -1998

Работа выполнена в Ярославском государственном педагогическом университете им. К.Д.Ушинского

Научный руководитель: доктор биологических наук

Научный консультант: доктор медицинских наук

А.Д.Викулов А.А.Баранов

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор НЛ.Черная

доктор медицинских наук, профессор С.В.Назаров

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии РАМН (Москва)

Защита состоится "_

/¿Гп 1д98 ГОДа в

" " часов на заседании Диссертационного совета

К 113.27.03 при Ярославском государственном педагогическом университете им. К.Д.Ушинского (150000, Ярославль, ул. Республиканская, 108).:

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "_ 1998

года

Ученый секретарь /2у/

диссертационного совета, /дС/'

кандидат биологических наук, доцент ' Л.Г.Зайцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема адаптации к физическим нагрузкам или "тренированности" с давних пор привлекает внимание исследователей и в настоящее время остается одной из актуальных проблем биологии и медицины (Г.Ф. Ланг, 1936; Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988; А.Г.Дембо, Э.В.Земцовский, 1989 и др.). Ее существо заключается в раскрытии механизмов, за счет которых тренированный организм получает преимущества перед нетренированным, то есть положительных сторон адаптации, а также отрицательных, составляющих так называемую "цену" адаптации.

Особую роль в адаптационных перестройках играет кровообращение. Благодаря сбалансированной работе его составляющих (сердца, сосудов, крови) в ткани доставляются кислород, вода, белки, жиры, углеводы, минеральные элементы, биологически активные вещества, удаляются из тканей продукты метаболизма. Сердечно-сосудистая система является одной из наиболее реактивных в процессах срочной и долговременной адаптации к физическим нагрузкам, обеспечивает температурный и тканевый гомеостаз, выполняет важную интегративную функцию (А.М.Чернух, 1967, 1974; О.В.Алексеев, 1981). Известно, что одним из главных звеньев, лимитирующих физическую работоспособность, является

кислородтранспортная система (ВЛКарпман, Б.Г.Любина, 1982; Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988; P.Astrand, 1976). Выполнение транспортных и гомеостатических функций во многом зависит от потоковых свойств крови и ее компонентов. Закономерности потоковых свойств раскрывает гемореология, наука о течении и деформациях.

Разным уровням кровообращения (магистральные сосуды, сердце, органный кровоток, микроциркуляция) наряду с общими , подчиняющимися законам гидродинамики, присущи специфические особенности течения крови. Реологические свойства крови и ее компонентов тесным образом связаны со всеми уровнями аппарата кровообращения. Они вносят существенный вклад в общее периферическое сопротивление и влияют на минутный объем крови (А.С.Гайтон, 1969; Б.Фолков, Э.Нил, 1976; S.Chien, 1975, 1987). Отмечается наличие взаимосвязей параметров реологических свойств крови с артериальным давлением (L.Dintenfass, 1981; А.Д.Викулов, 1997), венозным сопротивлением (A.Popel, Р.Johnson, 1996), а

также с вазомоторными реакциями в микрососудах (Н.Сгапдег, 1996; А.КоНег, 1996).

На уровне микроциркуляции, где и реализуется большинство функций крови, перфузия сосудов во многом зависит от собственных реологических свойств крови: деформируемости, агрегации эритроцитов, вязкости плазмы, свойств лейкоцитов (ИЛЛ/еНэ, 1964; З.СМеп, 1977; ^Б^ай е! а!., 1990; О-ЗсИптай-БсИопЬет, 1987). Для прохождения эритроцитов по капиллярам необходима деформация клеток. Она зависит от внешних факторов (давления крови, вязкости плазмы, гематокрита) и собственно деформируемости эритроцитов (функциональной геометрии клетки, вязко-эластических свойств мембраны и цитоплазматической вязкости (Н.ЗсИггис^ЗсЬопЬет, 1982; »Шогтапс1у, 1980; С.РГаАвгоИ е{ а!.. 1982).

Наряду с деформируемостью важную роль в течении крови по сети капилляров и венул играет способность эритроцитов образовывать агрегаты. Чрезмерная агрегация ведет к увеличению периферического сопротивления, замедлению кровотока, возникновению ишемии и нарушению функций органов и тканей (ЯЛ/УеНв, 1964; Г.М.Савельева и др., 1986; ВАГаленоки др., 1987; «тоИг, 1991).

В последние годы возрос интерес к изучению реологических свойств крови при мышечной деятельности (АД.Викулов, 1986, 1997; А.В.Муравьев, 1993, 1995; Е-Еп^ е(а1., 1991; а.Вгип et а!., 1994, 1995, 1997). В общих чертах изменения реологических свойств крови в настоящий момент известны. Вместе с тем, большая часть исследований выполнена в условиях эксперимента на животных и полученные результаты не всегда адекватно можно экстраполировать на человека. Более того, сегодня не ясна взаимосвязь гемореологических перестроек с характером мышечной деятельности, хотя известно, что определенной специфике спортивной деятельности свойственна конкретная модель оптимального функционирования системы кровообращения (Р.М.Баевский, 1979). Не решен вопрос о роли текучести крови в обеспечении общей физической работоспособности. Мало данных о взаимосвязи реологических свойств крови с показателями системной гемодинамики, а, ведь, такая взаимосвязь может иметь прогностическое значение. Таким образом, современное состояние проблемы и предопределило содержание настоящего исследования.

Цель исследования: изучить реологические свойства крови у физически активных лиц с разным характером мышечной деятельности.

Задачи:

1. Выявить наиболее общие закономерности динамики реологических свойств крови у спортсменов в состоянии относительного покоя.

2. Выполнить сравнительный анализ изменений реологических свойств крови у спортсменов разных спортивных специализаций.

3. Изучить взаимосвязь реологических свойств крови и общей физической работоспособности организма человека.

4. Изучить взаимосвязь реологических свойств крови и показателей системной гемодинамики у физически активных лиц.

5. Дать оценку функциональному состоянию сосудистого эндотелия у спортсменов по концентрации антигена фактора фон Виллебранда.

6. Разработать практические рекомендации для врачебно-педагогического контроля.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

В проведенном исследовании впервые выполнена сравнительная оценка изменений реологических свойств крови у спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса, показаны различия гемореологических "профилей", отражающие характер влияния мышечных нагрузок. Выявлено, что наиболее глубокие гемореологические сдвиги характерны для спортсменов циклических видов спорта, тех видов, где высокие требования предъявляются к кислородтранспортным функциям. Ситуативные движения вызывают меньшие физиологические сдвиги, более ровные изменения отмечены вследствие воздействия движений игрового характера. Получены оригинальные данные, показывающие высокие величины гематокритного показателя и кажущейся вязкости цельной крови у спортсменов скоростно-сиповых видов спорта, но при этом сопровождающиеся высокой текучестью крови. На основе целого комплекса методов исследования постулирована ключевая роль деформируемости эритроцитов в повышении

текучести крови при долговременной адаптации организма человека к мышечным нагрузкам. Выявлены новые данные о вкладе' в деформируемость эритроцитов геометрии красных клеток. Отмечено, что для высококвалифицированных спортсменов характерно большее количество эритроцитарных клеток с диаметром 8 мкм. Установлена тесная взаимосвязь реологических свойств крови и общей физической работоспособности. Показана сопряженность изменений гемореологических параметров с показателями системной гемодинамики. Впервые в условиях воздействия на организм человека мышечных нагрузок изучены параллельно реологические свойства крови и функциональное состояние сосудистого эндотелия.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Результаты, полученные в проведенном диссертационном исследовании, значительно дополняют существующее знание о закономерностях адаптации организма человека и животных к воздействию мышечных нагрузок. Установленная научная новизна целого ряда фактов имеет важное теоретическое и практическое значение.

Результаты диссертационного исследования имеют важное значение и для физиологии спорта, так как достаточно полно раскрывают сущность гемореологических перестроек у высококвалифицированных спортсменов и восполняют отсутствующее знание об одном из важнейших аспектов кровообращения спортсменов, - особенностях протекающей по сосудам жидкости (крови). Выявленные факты безусловно должны быть использованы при подготовке учебников и учебных пособий по физиологии спорта и физиологии физических упражнений. Они могут быть использованы в процессе преподавания физиологии на факультетах и в институтах физической культуры.

Результаты настоящего диссертационного исследования могут быть использованы в спортивной медицине и практике врачебно-педагогического контроля за спортсменами и просто лицами, занимающимися физическими упражнениями с оздоровительной целью. Ряд апробированных методик исследования и гемореологических параметров, имеющих прогностическое значение, рекомендованы к использованию. В диссертации с этой целью разработаны специальные практические рекомендации.

Результаты диссертационной работы позволяют вскрыть не только ряд новых научных проблем данного направления, но и помогут в постановке новых задач и организации научного поиска в этой области.

АПРОБАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы диссертации доложены и обсуждены на: VII Всероссийской научно-практической конференции "Человек, здоровье, физическая культура и спорт в изменяющемся мире" (г. Коломна, 1997), международной научной конференции по микроциркуляции (г. Ярославль, 1997), Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы проектирования региональных систем физического воспитания" (г. Тула, 1997), V конференции молодых ученых (г.Ярославль, 1997), межвузовской научной конференции (г.Ярославль, 1998), XX European Conference on microcirculation (Paris, France, 1998), XVII съезде физиологов России (г. Ростов-на-Дону, 1998), международной научной конференции «Progress in Research on vascular Systems» (Tubingen, Germany, 1998).

По теме диссертации опубликовано 9 работ.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА

ЗАЩИТУ:

1. Для спортсменов в покое характерна высокая текучесть крови. Она обеспечивается высокой суспензионной стабильностью крови, сниженной способностью эритроцитов к агрегатообразованию и повышенной деформируемостью эритроцитов.

2. Направленность тренировочного процесса тесно взаимосвязана с динамикой реологических свойств крови. Для спортсменов с преимущественным проявлением выносливости характерна низкая вязкость цельной крови и высокая деформируемость эритроцитов; для спортсменов скоростно-силовых видов спорта - высокий гематокрит, повышенная вязкость цельной крови и такая же высокая деформируемость эритроцитов. Наименьшие отличия от контроля имеют спортсмены-игровики.

3. Ведущим гемореологическим параметром повышения текучести крови у спортсменов является

о

деформируемость эритроцитов. Она возрастает преимущественно за счет позитивных перестроек на уровне мембраны эритроцитов и функциональной геометрии клеток.

4. Реологические свойства крови у спортсменов тесно сопряжены с общей физической работоспособностью. Величина коэффициента корреляции между интегральным параметром текучести - вязкостью крови - и показателем работоспособности по тесту Р\Л/С170 равняется -0.721 (р<0.01).

5. Реологические свойства крови у спортсменов тесно взаимосвязаны с показателями системной гемодинамики. Это доказывает их важность для организма спортсменов.

6. Вероятностный характер полученных результатов позволяет рекомендовать для практики врачебно-педагогического контроля за учебно-тренировочным и соревновательным процессом спортсменов в качестве критериев информативности следующие гемореологические параметры: 1/ кажущуюся вязкость цельной крови при высоких и низких напряжениях сдвига; 2/ кажущуюся вязкость плазмы; 3/ гематокритный показатель; 4/ индекс "жесткости" (Тк); 5/ показатель агрегации эритроцитов на основании СОЭ.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста и включает главы: "Введение", "Обзор литературы", "Методики исследования", "Результаты собственных исследований", "Обсуждение полученных данных", выводы, список использованных источников литературы (163 - на русском, 241 - на иностранных языках).

Диссертация содержит 11 таблиц и 1 диаграмму, 1 рисунок.

ОБЪЕКТЫ и МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа выполнена на 81 спортсмене. Спортивная квалификация - от 1 спортивного разряда до мастера спорта.

Контролем послужили практически здоровые лица, не занимающиеся спортом, без вредных привычек, такого же возраста, имеющие нормальное физическое развитие (п=16).

Для сравнительной оценки все спортсмены были разделены с учетом специфики тренировочного процесса на 4 группы с рабочим названием: "Выносливость" (п=13), "Единоборства" (п=19), "Скорость-сила" (п=7), "Игровые виды" (п=11).

Все параметры изучены в состоянии относительного покоя. Восстановление с момента последней тренировочной нагрузки составляло 24 час. Спортсмены находились в середине соревновательного периода тренировки.

Методы оценки системной гемодинамики

Исследованы: ЧСС эускультативным способом; систолическое и диастолическое артериальное давление - при помощи сфигмоманометра. Общепринятым способом рассчитаны среднее динамическое, пульсовое давления, коэффициент "двойного произведения".

Определение общей физической работоспособности выполнено с помощью общепринятого теста PWC170 на велоэргометре (В.Л.Карпман и др., 1974, 1988).

Методы оценки реологических свойств крови

Кровь для анализа брали утром натощак из локтевой вены без наложения жгута в положении сидя с помощью квалифицированной медсестры на базе медицинского учреждения.

1. Определение гематологических показателей

1.1. Показатель гематокрита определяли с помощью центрифуги при 8 тыс. об/мин. в течение 25 мин.

1.2. Общую концентрацию гемоглобина исследовали цианметгемоглобиновым методом при помощи КФК-2МП в 10-мм-й кювете при длине волны 560 нм.

1.3. Концентрацию эритроцитов определяли путем подсчета клеток в камере Горяева под световым микроскопом.

1.4. Кислотную резистентность эритроцитов (гемолитик -HCL) определяли модифицированным методом (А.И.Воробьев, 1960). Строили кислотные

эритрограммы, фиксировали общее время гемолиза, время начала гемолиза и пик гемолиза.

1.5. Количество ретикулоцитов определяли в мазке крови с окраской смесью Алексеева.

1.6. Общепринятыми методами рассчитывали среднюю концентрацию (СКГЭ) и среднее содержание (ССГЭ), средний объем эритроцитов (Уэ).

2. Определение кажущейся вязкости цельной крови, плазмы, сыворотки проводили на капиллярном вискозиметре по методике, предложенной A.Copley (1960). Радиус рабочей части стеклянного капилляра -247 мкм. Использованы напряжения сдвига на стенке: 0.1; 0.2; 0.5 н/м2.

Рассчитана вязкость крови при коррекции на

стандартный гематокрит 45% (A.Matrai et а!., 1987).

3. Оценка деформируемости эритроцитов

3.1. Определяли кажущуюся вязкость суспензии эритроцитов трижды отмытых в фосфатном буфере (290 мОсм.; pH - 7.4) со стандартным гематокритом 45% (не разделенных и разделенных по градиенту плотности на возрастные фракции (молодые, зрелые, старые) при высоких и низких напряжениях сдвига (0.5 и 0.1 н/м2 соответственно),, . ,

Разделение на возрастные фракции производили

по градиенту плотности по методу J.Murphy (1973).

3.2. Определение кажущейся вязкости суспензии теней эритроцитов в фосфатном буфере с гематокритом 45% - при тех же напряжениях сдвига.

Выделение теней выполнено по методу,

описанному М.П.Петровой и др. (1978).

3.3. Фипьтруемость суспензии эритроцитов и их теней проводили с помощью фильтров Filtrak N 389 (Германия) методом, предложенным З.Д.Федоровой и Др. (1986).

3.4. Рассчитывали: коэффициент "твердости" (Тк) (LDintenfass, 1977, 1985); внутреннюю вязкость эритроцитов (A.Berg, 1981); вязкость гемоглобина внутри эритроцита (P.Ross, A.Minton, 1977).

3.5. Для оценки функциональной геометрии эритроцитов определяли средний диаметр эритроцита (Д.И.Гольдберг, Г.Д. Левина, 1969). Из данных средней величины диаметра рассчитывали среднюю

толщину, площадь поверхности эритроцитарной клетки, отношение площади к объему. Определяли процентное содержание микроцитов и макроцитов. Рассчитан сферический индекс (A.C.Burton, 1966): СФИ = 4.84V20/S

4. Оценка агрегации эритроцитов и суспензионной стабильности крови

4.1. СОЭ регистрировали в вертикальных капиллярах Панченкова общепринятым способом.

4.2. Показатель агрегации (ПА) рассчитывали по L.Dintenfass (1962).

4.3. Рассчитаны: индекс агрегабельности (ИА) - по D.Quemada (1977); коэффициент агрегации - по В.А.Аграненко (1980, 1981) (ААг); сила сцепления эритроцитов в агрегатах (S.Chien, 1978); предельное напряжение сдвига - по N.Casson (1959); реологический коэффициент (Рк) (В.А.Шабанов, 1972).

5. Рассчитан коэффициент реологической эффективности транспорта эритроцитов (ФТЭ) - по S.Chien (1977).

6. Функциональное состояние сосудистого эндотелия оценивали по концентрации антигена фактора фон Виллебранда (ФВ:Аг) методом твердофазного ИФА с использованием коммерческих реактивов фирмы DAKO (Дания) и международных стандартов (NIBSC, England).

Статистическая обработка полученных данных выполнена на компъютере IBM-486 с использованием пакета прикладных программ "Stadia", "Statistic". Определен характер распределения. Рассчитаны: средняя арифметическая (М± ), средняя ошибка средней арифметической (±т), среднеквадратическое отклонение. Достоверность отличий выявлена с учетом нормальности распределения по критерию t-Стьюдента. Методами линейной и ранговой корреляций выполнен корреляционный анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты проведенного исследования показали, что у спортсменов разной спортивной направленности изменения реологических свойств крови характеризовались разными гемореологическими профилями (рис.1).

Как видно на диаграммах, наиболее глубокие физиологические сдвиги в покое зарегистрированы в группе лиц с преимущественным проявлением выносливости. У них отмечена самая низкая вязкость цельной крови. Ее кажущееся значение при высоких напряжениях сдвига составляло 3.99±0.06 мПа.с; при низких - 4.85±0.09 мПа.с. В контрольной группе данные величины были соответственно равны 4.67±0.09 мПа.с и 6.08+0.16 мПа.с. В группе спортсменов, занимающихся единоборствами, кажущаяся вязкость цельной крови также снизилась, но в меньшей степени, чем в группе "Выносливость". Наименьшие отличия по этому основному гемореологическому параметру наблюдались в группе спортсменов-игровиков. Напротив, у спортсменов скоростно-силовых видов спорта величины кажущейся вязкости цельной крови как при высоких, так и при низких напряжениях сдвига оказались выше, чем у лиц контрольной группы. Различия в процентном выражении соответственно составляли: 5.8 (р<0.10) и 9.7 (р<0.01).

Известно, что текучесть крови определяется главным образом четырьмя параметрами: вязкостью плазмы, гематокритным показателем, агрегацией эритроцитов и степенью их деформируемости (ЬО^е^азв, 1977;и.51иа|1, 1990).

Сравнение по этим параметрам показало, что кажущаяся вязкость плазмы во всех экспериментальных группах была практически одинакова и почти не отличалась от ее величины в контроле (1.31-1.35 мПа.с). По данным литературы, вязкость плазмы в процессе адаптации к систематическим мышечным нагрузкам снижается (Р.Ье^Ьег е1 а1., 1981; А.В.Муравьев и др., 1995). То есть, фактически нами зарегистрированы сравнительно высокие ее значения. Вероятно, главной причиной этого следует считать большее содержание плазменных белков в связи с их усиленным синтезом при мышечной деятельности (Л.Л.Головина, 1995). Такая же картина отмечалась и в отношении гематокритного показателя в трех группах спортсменов из четырех. Лишь у представителей скоростно-силовых видов спорта величина гематокрита составляла

РИС. 1

49.80±0.46% и на 8.3% (р<0.001) была выше контрольного уровня. Высокая степень достоверности отличия позволяет утверждать о вероятностном характере замеченного явления. Можно полагать, что это и стало главной причиной более высоких значений кажущейся вязкости цельной крови в покое. Вместе с тем, коэффициенты корреляций между показателями гематокрита и кажущейся вязкости крови при высоких и низких напряжениях сдвига были не высоки. По-видимому, высокий гематокрит не оказывал прямого влияния на текучесть крови. Вероятно, есть определенный физиологический смысл в высоких значениях гематокрита в покое: это позволяет сохранять высокую кислородную емкость и обеспечивать организму готовность к интенсивной мышечной нагрузке (А.Д.Викулов, 1997). Вместе с тем, средняя концентрация гемоглобина в эритроците имела тенденцию к снижению, а средний объем эритроцита был увеличен на 6.4% (р<0.05). Коррекция вязкости крови по гематокриту 45% позволила установить, что кровь спортсменов этой экспериментальной группы обладает также высокой текучестью, а сама величина скорректированной вязкости на 5.5% (р<0.05) оказалась меньше, чем в контрольной группе. Кроме того, на уровне микроциркуляции гематокрит составляет четвертую-пятую часть системного гематокрита (6.3с1тпгнс1-5сЬопЬет, В.ТыеМасЬ, 1975; 1-Шро\«8ку е1 а!., 1980) и, таким образом, это принципиально не скажется на микрогемоциркуляции.

Наименьшие отличия от контрольной группы отмечались у спортсменов-игровиков. Вместе с тем, в данной группе они характеризовались небольшим разбросом величин по всем показателям, а между основными гемореологическими параметрами наблюдалась тесная коррелятивность.

Во всех группах спортсменов кровь обладала высокой суспензионной стабильностью по тесту СОЭ. В целом, большинство показателей, характеризующих процесс агрегации, у спортсменов не отличалось достоверно от контрольных значений. Вместе с тем, однонаправленность изменений по большинству показателей, свидетельствует о снижении способности эритроцитов к агрегатообразованию в группах «Выносливость» и «Единоборства». Напротив, у спортсменов скоростно-силовых видов спорта отмечалось снижение ПА (-7.3%; р<0.05), увеличение ИА (29%; р<0.01), что свидетельствовало об увеличении агрегабельности эритроцитов. Однако, снижение предельного напряжения сдвига на 36% и

1*5

показателя агрегации по Аграненко на 47.5% позволяют заключить о невысокой сипе сцепления эритроцитов в агрегатах. Вероятно, такая картина обусловлена высоким гематокритным показателем, меньшей степенью свободы клеток (А. Л.Чижевский, 1980). В группе "Игровые виды" анализ комплекса величин не выявил выраженных изменений агрегаций эритроцитов.

При таком положении, когда три ключевых гемореологических параметра из четырех не столь значительно отличаются от аналогичных в контроле, можно предположить, что снижение вязкости крови (повышение ее текучести) происходило у спортсменов главным образом за счет позитивных перестроек деформируемости эритроцитов. Действительно, если в контрольной группе Тк равнялся 0.862±0.008, то в группах наблюдаемых спортсменов он был ниже на 3-7% при р<0.01. Значительно ниже у спортсменов была вязкость гемоглобина в эритроцитах. Так, если в контрольной группе она равнялась 12.80±0.43 усл.ед., то в группах "Выносливость", "Единоборства", "Скорость-сила", "Игровые виды" - соответственно (9.25±0.42; 10.10±0.20; 11.00±0.72; 10.60+0.55 усл.ед.). Отличия во всех группах оказались статистически значимы. У спортсменов меньше контрольных значений оказалась и внутренняя вязкость эритроцитов. Тестирование вязкости суспензий эритроцитов со стандартным гематокритом 45% показало, что при высоких напряжениях сдвига различия составляли 3-5% и не были статистически достоверными; при низких напряжениях сдвига вязкость суспензий во всех группах спортсменов высоко достоверно снизилась на 11-17%. Такая закономерность была характерна для всех возрастных фракций эритроцитов. Наибольшие изменения зарегистрированы при тестировании суспензии зрелых эритроцитов. Если учесть, что это самая представительная фракция, то надо полагать, что они существенно сказались в целом на текучести крови. Это позволяет предположить, что деформируемость возрастала преимущественно за счет мембраны эритроцитов. Ведущую роль мембранным свойствам в изменении деформируемости эритроцитов отводят В.А.Галенок и др. (1987), С.ЭаМапИа (1995), С.А.Сторожок (1998).

В Целом, кровь спортсменов характеризовалась высокой текучестью, это особенно проявлялось при коррекции вязкости крови к стандартному гематокриту.

Наряду с такими наиболее общими закономерностями изменений реологических свойств крови у спортсменов, отличия между группами разной спортивной направленности были скорее количественные, чем качественные (рис. 1). Разумеется, суммарно у всех их были велики тренировочные нагрузки, но самые глубокие изменения гемореологических параметров наблюдались в группе спортсменов циклических видов спорта, -там, где интенсивность не велика, а продолжительность значительна и работа осуществляется в условиях преимущественно аэробного режима энергообеспечения. Таким образом, следует полагать, что степень изменений реологических свойств крови сопряжена с киспородтранспортными возможностями. Ранее было показано, что степень гемореологических перестроек тесно взаимосвязана с уровнем тренированности и квалификацией спортсменов у.Вгип е1 а1., 1994, 1995, 1997; АД.Викулов, 1997).

Действительно, решение следующей задачи исследования позволяет утвердиться в таком мнении. Между показателями кажущейся вязкости цельной крови и Р\ЛГС170/кг у всех обследуемых лиц выявлена тесная корреляционная взаимосвязь (г=-0.721 р<0.01). В группе спортсменов с высокой физической работоспособностью отмечалось усиление корреляции Р\Л/С170/кг с ФТЭ (г=0.800) и Тк (г=-0.505). Видимо, в обеспечении высокой работоспособности важна не просто низкая вязкость крови, а способность крови с высокой эффективностью доставить эритроциты к рабочим мышечным районам. В этом важную роль играет деформируемость эритроцитов.

Для того, чтобы окончательно убедиться в том, что деформируемость эритроцитов действительно является ведущим гемореологическим параметром, нами проведена дополнительная серия исследований на

высококвалифицированных спортсменах разных видов спорта. Не выявлено статистически значимых отличий в показателях кажущейся вязкости суспензий эритроцитов и их теней с гематокритом 45% в области высоких напряжений сдвига; при низких напряжениях они составляли соответственно -17.5% (р<0.0003) и -18.8% (р<0.05). Коэффициенты фильтруемости суспензий клеток и теней у спортсменов равнялись 0.385+0.012 и 0.502±0.028 (в контрольной группе - соответственно 0.304+0.011 и 0.403±0.019). Ткв этой группе спортсменов

составил 0.838±0.0067; в контроле - 0.900±0.0086 (р<0.001). Установлена высокая степень корреляционной взаимосвязи фильтруемости и вязкости суспензии теней. У них оказалась выше кислотная резистентность эритроцитов. Так, например, время полного гемолиза у спортсменов равнялось 616±13.8 с, в контрольной группе аналогичный показатель бып равен 536±16.3 с. Она служит косвенным показателем улучшения структурно-функциональных свойств мембраны.

На реализацию необходимой деформации эритроцитов в потоке, по-видимому, направлена относительно высокая вязкость плазмы. По мнению T.Fisher (1978), вязкость суспензионной среды содействует деформации в большей степени, чем кажущаяся скорость сдвига. Повышение вязкости плазмы, вероятно, обеспечит лучшую передачу сдвигового усилия и необходимую степень деформации клетки. Подтверждением такого мнения возможно служит обнаруженная нами высокая коррелятивность с обратным знаком показателей Тк и кажущейся вязкости плазмы (г= -0.802; р<0.01). Взаимосвязь отражает механизм вязкорегуляции (L.Dintenfass, 1985; J.Brun, A.Orsetti, 1989).

Известно, что деформируемость эритроцитов в значительной степени определяется показателями функциональной геометрии эритроцитов (В.А.Левтов и др., 1982;P.La Celle, 1972; A.Burton, 1966; C.J.Stuart, G,Nash, 1990). При измерении в мазке крови диаметров 150 клеток оказалось, что средний диаметр эритроцита у спортсменов статистически значимо выше (7.76±0.021 мкм и 7.67±0.038 мкм в контроле). В цепом по группе спортсменов 20% красных клеток крови имели диаметр больше 8 мкм, а у отдельных спортсменов с наиболее высокой работоспособностью таких клеток было до 40%. В контрольной группе выявлено 13% клеток (р<0.05). Больший диаметр обычно связывают с молодыми формами клеток. Действительно, в группе спортсменов нами наблюдался повышенный ретикулоцитоз. Если у лиц контрольной группы ретикулоцитов в крови было 1.07±0.07%, то в группе спортсменов "Выносливость" - 1.29+0.11%; в группе "Единоборства" . - 1.32±0.10%, а самое высокое их число отмечалось в группе спортсменов скоростно-силовых видов спорта - 1.57±0.16. Очевидно, это обусловило как высокий гематокрит, так и высокую деформируемость эритроцитов. Последняя по всем показателям была почти такая же, как и у спортсменов с преимущественным проявлением выносливости.

У спортсменов скоростно-силовой направленности наблюдалась тенденция к более высокому кровяному давлению. По-видимому, высокий гематокрит и несколько повышенная вязкость цельной крови, по сравнению с контрольной группой, вполне компенсировались этим фактором. Процентное содержание красных клеток с диаметром меньше 7 мкм в контрольной и экспериментальной группах было практически одинаково (10%). При такой общей картине у спортсменов на 9.2% меньше была средняя толщина красных клеток крови (р<0.001). При почти одинаковой площади поверхности эритроцита у них оказалась ниже величина сферического индекса (-7%; р<0.001) и выше отношение площади поверхности клетки к ее объему (9.5%; р<0.001). Это вполне согласуется с литературными данными о малом варьировании площади мембраны эритроцита (Ф.И.Атэуллаханов, 1985). При таком соотношении площади поверхности и объема клеток возникают лучшие условия для деформируемости (С.Д.Захаров, 1985). Таким образом, в целом существенные изменения, обнаруженные в геометрии Эритроцитов у физически активных лиц, указывают на то, что эта составляющая является важнейшей при оценке деформируемости красных клеток. Геометрический фактор деформируемости имеет ключевое значение при прохождении наиболее узких сосудов - капилляров (Л.И.Катюхин, 1995). Известно, что большая часть мышечных капилляров имеют меньший размер, чем диаметр эритроцита (В.И.Козлов, И.О.Тупицын, 1982). В условиях "отрицательного зазора" увеличение отношения SА/ позволяет красным клеткам легче вытягиваться и складываться при входе и пассаже микрососудов. Вероятно, диссипация энергии, обусловленная вязкостью мембраны и истощением смазывающего слоя при этом будет меньше (T.Secomb, R. Hsu, 1996). Кроме того, обширная площадь поверхности увеличивает площадь контакта со стенкой сосудов, что благоприятствует процессам газообмена.

Параллельно с изменениями реологических свойств крови нами зарегистрированы выраженные физиологические отличия у физически активных лиц показателей системной гемодинамики. Так, в группах "Выносливость", "Единоборства" "Баскетбол" выявлена брадикардия. ЧСС в этих группах, по сравнению с контрольной группой, была снижена соответственно на 18.4; 16.8; 7.4%. Различия - статистически значимы. Напротив, в группе "Скорость-сила" она оказалась повышенной

на 10.5% (р<0.05). Другой особенностью следует отметить снижение величин "двойного произведения" в этих же группах и лишь у спортсменов скоростно-сиповых видов спорта двойное произведение на 16.6% (р<0.05) было больше, чем в контроле. Отмечалась тесная коррелированность кажущейся вязкости крови с ЧСС (г=0.638; р<0.01), систолическим артериальным давлением (г=0.409; р<0.01), диастолическим артериальным давлением (г=0.482; р<0.01) и, особенно, величиной "двойное произведение"(0.649; р<0.01), что имеет важное прогностическое значение.

Показатели реологических свойств крови, системной гемодинамики зарегистрированы на фоне нормальной функции сосудистого эндотелия, что и подтверждалось нормальными концентрациями в сыворотке крови спортсменов антигена фактора фон Виллебранда. Известно, что его повышенное содержание в плазме связывают с повреждением эндотелия (А.В1апп, М.бе^дпеиг, 1997).

Изложенные и обсужденные в диссертации собственные экспериментальные данные позволили сформулировать следующие выводы.

ВЫВОДЫ

1. Реологические свойства крови у спортсменов существенно отличны от лиц, не занимающихся спортом. Гемореологические перестройки заключаются в увеличении текучести крови.

2. Изменения реологических свойств крови у спортсменов обусловлены характером и спецификой мышечной деятельности. Наиболее глубокие гемореологические сдвиги характерны для спортсменов циклических видов спорта с преимущественным проявлением выносливости и аэробным режимом энергообеспечения, а, следовательно, и высокими требованиями к кислородтранспортной системе.

3. Рост текучести крови обусловлен, главным образом, повышением деформируемости эритроцитов.

4. Позитивные перестройки деформируемости эритроцитов заключались, прежде всего, в изменениях вязко-эластических свойств мембраны и геометрии красных клеток.

5. Реологические свойства крови у спортсменов разных видов спорта тесно взаимосвязаны с показателями системной гемодинамики, особенно с величиной двойного произведения.

6. Реологические свойства крови тесно взаимосвязаны с общей физической работоспособностью организма человека. Для лиц с высокими показателями работоспособности характерны низкие величины вязкости цельной крови и, наоборот.

7. Гемореологические перестройки у физически активных лиц зарегистрированы на фоне нормальной функции сосудистого эндотелия.

8. Такие гемореологические параметры, как кажущаяся вязкость цельной крови при высоких и низких напряжениях сдвига, плазмы, гематокритный показатель, индекс ригидности (Тк), соотношение гематокрита и вязкости (ФТЭ) имеют прогностическое значение и могут быть использованы в практике врачебно-педагогического контроля за квалифицированными спортсменами.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. К вопросу о физиологической структуре техники плавания //Совершенствование методов развития физических качеств детей и молодежи. - Владимир, 1996. С.52. (Соавт.: Викулов А.Д., Смирнов И.Ю., Осетров И.А.).

2. Деформируемость эритроцитов как ключевой параметр изменений реологических свойств крови при длительной адаптации организма человека к мышечным нагрузкам //Материалы международной конференции по микроциркуляции. - Ярославль, 1997. С. 167-169. (Соавт.: Викулов А.Д.).

3. Изменения реологических свойств крови в организме человека под влиянием умеренных мышечных нагрузок различного характера //Человек, здоровье, физическая культура и спорт в изменяющемся мире. - Коломна, 1997. С. 21-22. (Соавт.: Викулов А.Д.).

4. Некоторые возрастные структурно-функциональные особенности эритроцитов //Тез. докл. 5-й конф. молодых ученых. - Ярославль, 1997. С. 162-164. (Соавт.: Осетров И.А., Викулов А.Д.).

5. Текучесть крови - новый параметр диагностики функционального состояния организма занимающихся физическими упражнениями //Проблемы проектирования региональных систем физического воспитания. - Тула, 1997. С. 223-224.

6. Состояние сосудистого эндотелия и текучести крови у физически активных лиц //XVII съезд физиологов России: Тез. докл. - Ростов-на-Дону, 1998. С. 157. (Соавт.: Викулов А.Д., Баранов А.А., Осетров И.А.).

7. Динамика текучести крови у человека и животных как общебиологическая закономерность адаптации к мышечным нагрузкам //XVII съезд физиологов России. - Ростов-на-Дону, 1998. С. 167. (Соавт.: Викулов А.Д., Муравьев А.В., Смирнов И.Ю., Бурухин С.Ф., Кожухова В.К.).

8. The microvascular and microrheological modifications under long-term, muscular activity//J. of Vase. Research. 35. S2. 1998. P. 64. (соавт.: Викулов А.Д.).

9. Rheology Blood charactecistic at sportsmens speed-power aspect //Progress in Research on vascular Systems. - Tubingen, 1998. P. 76. (соавт.: Викулов А.Д.).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученные в диссертационном исследовании результаты можно рекомендовать в практику врачебно-педагогического контроля за высококвалифицированными спортсменами. В условиях врачебно-физкультурных диспансеров и крупных медицинских служб можно тестировать следующие гемореологические параметры:

- кажущуюся вязкость цельной крови(ВК);

- кажущуюся вязкость плазмы (ВП);

- гематокритный показатель (Нт);

На основании первичных данных можно рассчитать: 1) относительную вязкость крови (В отн.), использовав формулу:

В отн. = ВК/ВП

2) коэффициент "твердости" эритроцитов (Тк):

Тк = (В отн.0'4 -1) / В отн. х Нт

3) показатель функции транспорта эритроцитов (ФТЭ):

ФТЭ = Нт/ВК-1

где: ВК-1 - кажущ. Вязкость крови при высоких напряжениях сдвига;

4) показатель агрегации (ПА):

ПА = Р 2 час./ Нт , где: Р 2 час. - объем свободно осевших эритроцитов за 2 часа.

Рекомендуем использовать капиллярный вискозиметр с внутренним радиусом рабочей части стеклянного капилляра 247 мкм, длиной 100 мм и напряжения сдвига 0.5 н/м2 и 0.1 н/м .

Ориентировочные величины показателей у высококвалифицированных спортсменов (кмс, мс) следующие:

ВК при напряжениях сдвига 0.5 н/м2 у спортсменов, тренирующихся на выносливость - 3.99±0.31 мПа.с; при напряжениях сдвига 0.1 н/м2 - 4.85±0.48 мПа.с.

- у спортсменов, занимающихся единоборствами -соответственно 4.33±0.51 и 5.44±1.39 мПа.с;

- у спортсменов скоростно-силовых видов спорта -соответственно 4.94±0.39 и 6.67+0.39 мПа.с;

- у спортсменов игровых видов спорта -соответственно 4.66±0.43 и 6.11 ±1.26 мПа.с.

В норме (контроле) Тк равен 0.862±0.051, ПА - 2.06±0.18, ФТЭ - 9.80Ю.78.

Диапазон величин дан из расчета М+1.5 "сигмы".