Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Свободный гистамин - критерий адаптации и дезадаптации организма человека к физическим нагрузкам

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Свободный гистамин - критерий адаптации и дезадаптации организма человека к физическим нагрузкам"

На. правах рукописи

ШЕВЧЕНКО Алла Евгеньевна

СВОБОДНЫЙ ГИСТАМИН - КРИТЕРИЙ АДАПТАЦИИ И ДЕЗАДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА «ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ

03.00.13 - Физиология человека и животных

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Омск - 1998

Работа выполнена на кафедре медико-биологических основ физической культуры и спорта и в НИИ ДЭУ Сибирской Государственной академии физической культуры.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент СО академии наук ВШ Харитонова Л.Г.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Институте ветеринарной медицины Омского аграрного университета по адресу: 644007, г.Омск, ул.Октябрьская, 92

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института ветеринарной медицины Омского аграрного университета.

Сысолятина Н.А.

Доктор медицинских наук, профессор Тристан В.Г.

Ведущая организация: Омская Государственная медицинская Академия

Защита диссертации состоится « /6 » 1998г.

в « /О » часов на заседании диссертационного совета К 120.19. 01 в

Е

Автореферат диссертации разослан «_».

1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета: кандидат биологических наук, доцент

Актуальность проблемы. Адаптация человека к регулярным физиче-им нагрузкам - это процесс, в результате которого организм стано-тся более устойчив к действию интенсивной мышечной деятельности и иобретает способность выполнять работу таких объемов и интенсив-сти, которые ранее были недоступны. До настоящего времени остается крытым вопрос о механизмах этих изменений. Центральное место в рении проблемы адаптивных резервов человека занимает изучение регу-торных -процессов. Как правило, для изучения процессов гуморальной гуляции при занятиях физической культурой и спортом предлагается пользование определения тех или иных гормонов в биологических жид-;тях организма в покое и при мышечной работе (A.A. Виру, 1971, 77, 1981; H.A. Фомин, Ю.Н. Вавилов, 1991, и др.). Однако на прак-■се изучение гормональной активности часто бывает затруднено в силу зжности и трудоемкости соответствующих методик. Поэтому особую ак-альность, на наш взгляд, приобретает изучение гормоноподобных ве-;тв, которые более доступны для изучения, но до настоящего времени ¡ктически не используются в диагностике адаптивных резервов орга-ша и мышечной деятельности.

Анализ научно-методической литературы показал, что определенный ?ерес- представляет выяснение вопроса о вариативности индивидуаль-: реакций системы гистамина на физические нагрузки различного объ-1 и интенсивности, у лиц различного пола, возраста и уровня трени-1анности. Актуальным является также изучение реагирования системы :тамина на нагрузку во взаимосвязи с характером тренировочного эф-:та (срочного, текущего, кумулятивного), базирующихся на различных ах адаптации. Выло высказано предположение, что изучение динамики вня свободного гистамина в биологических жидкостях в покое и пос-физических нагрузок во взаимосвязи с другими физиологическими по-ателями позволит совершенствовать методику комплексной диагности-процесса адаптации и дезадаптации организма человека к трениро-ным нагрузкам.

Работа выполнена в соответствии со Сводным планом НИР Госкомите-РФ по физической культуре и туризму на 1991-2000 г., по проблеме .1. "Совершенствование физического воспитания и спортивной подго-ки, систематизация критериев оценки двигательной активности с гом возрастных закономерностей моторики и биологической надеж-т организма", номер государственной регистрации 01.9.20006249.

Цель исследования. Теоретическое и экспериментальное обоснован эффективности использования свободного гистамина как критерия ада тации и дезадаптации организма человека к физическим нагрузкам.

Задачи исследования:

1. Обосновать возможность использования колориметрического ми рометода для определения гистамина в биологических жидкостях у л различного пола, возраста и уровня тренированности.

2. Изучить взаимосвязь между физической работоспособностью различных зонах мощности и концентрацией свободного гистамина у лиц разным уровнем спортивной подготовки.

3. Изучить взаимосвязь уровня свободного гистамина в организме особенностями метаболизма и деятельностью сердечно-сосудистой с: стемы в процессе срочной и долговременной адаптации к физическим н грузкам.

4. Обосновать методический подход к оценке регуляции адаптивн: процессов организма человека к физическим нагрузкам с использовани определения гистамина.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- изучена взаимосвязь физической работоспособности с содержани свободного гистамина в биологических жидкостях у лиц различного п< ла, возраста и уровня тренированности. Выявлен разнонаправленный х, рактер влияния уровня гистамина на физическую работоспособность п] нагрузках различной интенсивности;

- выявлено два типа ответной реакции организма на физическую н. грузку по динамике гистамина на нагрузку, отражающие индивидуален типологические особенности срочной адаптации организма к мьшечн] нагрузкам;

- доказано, что у высококвалифицированных спортсменов характ> ответной реакции организма по динамике свободного гистамина при т тексивных физических нагрузках подчиняется закону "исходного уровн; (правило Бильдера)

- доказано, что в организме высококвалифицированных спортсмен! в процессе долговременной адаптации к тренировочным нагрузкам кум; лятивный тренировочный эффект сопряжен с формированием индивидуал! ного динамического "гистаминового профиля". Снижение адаптационш

зервов сопровождается значительными колебаниями уровня гистамина в ганизме;

- доказано, что уровень свободного гистамина в организме досто-рно взаимосвязан с деятельностью сердечно-сосудистой системы и ха-ктером метаболических процессов. У лиц, менее адаптированных к фи-ческим нагрузкам уровень гистамина взаимосвязан с работоспособные) на пульсе 150-170 уд/мин и аэробными метаболическими процес-т. У лиц, наиболее адаптированных к физическим нагрузкам, уровень збодного гистамина взаимосвязан с работоспособностью на пульсе )-200 уд/мин и анаэробным гликолизом, т.е. со способностью выпол-'ь работу высокой интенсивности в условиях гипоксии;

- разработан новый методический подход к диагностике регулятор-механизмов системы гистамина при адаптации и дезадаптации орга-

ма к физическим нагрузкам.

Теоретическая значимость исследований заключается в том, что поенный материал, отражающий состояние регуляторных механизмов, в тности, гистамина, при различных тренировочных эффектах, суще-анно дополняет разделы физиологии мышечной деятельности по про-ле адаптации человека к физическим нагрузкам.

Практическая - значимость. Разработан новый методический подход к 1ке срочной, текущей и долговременной адаптации организма к физи-;им нагрузкам. Оценка уровня свободного гистамина в биологических ;остях колориметрическим макрометодом позволяет, минуя сложные :имические и физиологические методики, оперативно определять :ный, текущий и кумулятивный тренировочный эффект и своевременно ить коррекцию в учебно-тренировочный процесс спортсменов различ-квалификации и разных возрастных групп, а также лиц, зани-ихся оздоровительной физической культурой.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Срочная адаптация организма к физическим нагрузкам и срочный лровочный эффект у лиц, начинающих заниматься спортом, взаимо-аны с исходным уровнем гистамина в биологических жидкостях и его ликой в период срочного восстановления. Наиболее адаптированными ¡зическим нагрузкам являются дети с низким исходным уровнем

гистамина и повышением его после работы. Менее адаптированным является организм с высоким исходным уровнем гистамина и повышение» его после работы.

2. Срочная и текущая адаптация системы гистамина к интенсивны! мышечным нагрузкам у лиц, имеющих высокую спортивную квалификацию, подчиняется закону "исходного уровня" (правилу Вильдера): низкий исходный уровень гистамина способствует его повышению после работы высокий - снижению.

3. Кумулятивный (накопительный) тренировочный эффект в процесс долговременной адаптации организма высококвалифицированных спортсме нов сопряжен с формированием индивидуального "гистаминового профи ля", отражающего состояние регуляторных механизмов системы гнетами на. При динамических наблюдениях за спортсменами изменения индивиду ального "гистаминового профиля" позволяют своевременно выявить про явления дезадаптации организма к физическим нагрузкам и внести кор рекцию в учебно-тренировочную программу.

Апробация работы. Результаты исследований по ?еме диссертаци доложены на итоговой научной конференции СибГАФК по итогам работы г 1997 г., на межкафедральной научной конференции (1998), на расширен ном заседании кафедры медико-биологических основ физической культур и спорта и НИИ ДЭУ СибГАФК (1998).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 4 работы.

Структура диссертации: диссертация изложена на 188 страницах ле чатного текста; состоит из введения, трех глав, выводов, практич« ских рекомендаций, библиографии, приложений. Иллюстрирована 26 pi-сунками, включает 22 таблицы. Библиография представлена 169 источш ками, из них 23 зарубежных.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы и методы исследования. Исследования проводились на б: зе научно-исследовательского института "Деятельность человека в эк< тремальных условиях" Сибирской государственной академии физическ! культуры (НИИ ДЭУ СибГАФК). Для решения поставленных задач использ!

вали следующие методы: анализ научной и научно-методической литературы, физиологические методы исследования, биохимические методы, контрольное тестирование (функциональные пробы), методы математической статистики.

Определение гистамина проводили колориметрическим методом Н.В. Климкиной и С.И. Плитман (1973) в нашей модификации. Для оценки уровня свободного гистамина в организме использовали величину его концентрации в крови или моче, основываясь на корреляции между содержанием гистамина в различных тканях и жидких средах организма (В.И. Успенский, 1963; Р.Ф. Ильичева, 1975) . Параллельно в покое и после физической нагрузки определяли содержание следующих метаболитов в крови: концентрацию молочной кислоты - по методу Г. Штрома (G. Ström) (1949), концентрацию глюкозы - по биотесту с орто-толуидиновым реактивом отечественного производства, концентрацию мочевины - по биотесту фирмы "Лахема". В условиях относительного покоя определяли уровень гемоглобина в крови с помощью эритрогемометра или гемоглобинцианидным методом, скорость оседания эритроцитов (СОЭ) микрометодом Т.Н. Панченкова (1924). Для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы в покое и после физической нагрузки определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС) - пальпаторно на лучевой артерии или с помощью электрокардиографа, артериальное давление (ДЦ) - аускультативным методом. При помощи автоматизированной системы "Кардиоскрин" ("Ритм"), созданной на основе тетраполяр-ного варианта интегральной реографии по методике Э.В. Земцовского (1989), определяли ряд показателей гемодинамики: систолический объем (СО), минутный объем крови (МОК), двойное произведение, индекс вегетативного баланса. Рассчитывали величину максимального потребления кислорода (МПК) косвенным методом - по величине PWCnc или PWCiso (В.Л. Карпман с соавт., 1972). Осуществляли регистрацию кардиоритмограммы то методике P.M. Баевского (1968) на электрокардиографе ЭКСПЧ-04.

В качестве функциональных проб использовали: велоэргометрический гест PWCi5o, велоэргометрический тест PWCi70, трехступенчатый велоэргометрический тест (разминка, работа на пульсе 170 уд/мин, работа в :убмаксимальном режиме - пульс свыше 180 уд/мин), плавательный тест (проплывание двух отрезков дистанции по 75 м в максимально возможном темпе с интервалом отдыха 2 мин).

Полученные экспериментальные данные обрабатывались на ЭВМ с п мощью общепринятых методов математической статистики. Для характер стики изучаемых показателей и оценки их варьирования вычисляли сре

нее арифметическое значение (X) и среднее квадратичное отклонен (а) . Для определения характера взаимосвязи между различными и учаемыми показателями вычисляли линейный коэффициент корреляции ра гов. Оценку достоверности различий показателей в разных группах и пытуемых проводили по критерию Стыодента. При оценке статистическ: данных исходили из 5%-ого уровня значимости, что в биологических № следованиях обеспечивает необходимую точность (Г.Ф. Лакин, 1990).

На первом этапе исследования проводили поисковый эксперимен' направленный на изучение гистамина в биологических жидкостях в с< стоянии относительного покоя у испытуемых различного возраста, гк» и уровня спортивной подготовленности.

На втором этапе исследования проведена серия экспериментов, на правленных на изучение динамики уровня гистамина в организме испь туемых при адаптации к физическим нагрузкам различного характера, £ взаимосвязи с метаболическими процессами, деятельностью сердечнс сосудистой системы и физической работоспособностью.

Общее количество испытуемых составило 133 человека. Проведеь свыше 3000 человекоисследований.

Выражаем благодарность коллективу НИИ ДЭУ СибГАФК за помощь проведении исследований.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты предварительного эксперимента

В связи с тем, что обычно применяемые колориметрические метод определения гистамина требуют значительного количества биологическо го -материала (венозная кровь, суточная моча), нами была проведен серия предварительных экспериментов, направленных на изучение воз можности использования колориметрического метода Н.В. Климкиной 1 С.И. Ллитман (1973) в нашей модификации для определения гистамина : биологических жидкостях человека.

Параллельное определение уровня свободного гистамина в разово) порции мочи и в крови колориметрическим методом позволило выявит! достоверную взаимосвязь между этими величинами (г = 0,61), что со-

ласуется с данными Р.Ф. Ильичевой (1975) и яр- Это позволило заклю-ить, что об уровне свободного гистамина в организме можно судить на сновании его концентрации в разовой порции мочи, минуя сбор суточ-зй мочи или крови.

В связи с неоднозначностью литературных данных об уровне свобод-зго гистамина в биологических жидкостях у лиц, занимающихся физи-эской культурой и спортом, нами было проведено определение содержа-ля гистамина в крови колориметрическим методом у различного континента испытуемых. Выявлено, что его концентрация в крови спортсменов условиях относительного покоя зависит от специфики мышечных нагру-5К, от стажа занятий спортом и спортивной квалификации. Так, напри-;р, у юных велосипедистов, тренирующихся на выносливость, уровень ютамина в крови значительно выше, чем у юных футболистов или у их зерстников, не занимающихся спортом (Ро<0,05). Как показало прове-гнное исследование, при одной и той же спортивной специализации у шх спортсменов концентрация гистамина в крови достоверно ниже, чем взрослых спортсменов высокой квалификации (Ро<0,01). Таким образом, щифицированный колориметрический микрометод определения гистамина различных биологических жидкостях может быть использован для оцен-I его уровня в организме человека.

Свободный гистамин, физическая работоспособность и характер процессов срочной адаптации: а) у детей на этапе начальной спортивной подготовки.

Были обследованы дети младшего школьного возраста, начинающие ниматься различными видами спорта и не имеющие спортивного разря-. Средняя концентрация гистамина в моче испытуемых в условиях от-сительного покоя составила 3,43±0,97 мкмоль/л. Исследование выяви-значительные индивидуальные вариации содержания гистамина - от 25 до 8,31 мкмоль/л. Для выявления взаимосвязи уровня свободного гистамина в организ-с процессами срочной адаптации к мышечной работе при обработке иных особое внимание обращалось на лиц с низким и высоким содержа-гм гистамина в разовой порции мочи. Всех испытуемых условно раздета на две группы - с низким и высоким содержанием гистамина в моК первой группе относили тех детей, у которых концентрация

гистамина в моче в покое оказывалась ниже среднего значения (3, мкмоль/л). Испытуемых, у которых концентрация гистамина в моче пр вышала среднее значение, относили к группе с высоким уровнем гист мина. Данные тех испытуемых, содержание гистамина в моче у котор совпадало со среднегрупповым, при обработке результатов не учит: вали.

Анализ результатов исследования позволил выявить два типа pea ции по гистамину на дозированную физическую нагрузку:

1-й тип - снижение концентрации гистамина в моче после работы,

2-й тип - повышение концентрации гистамина после работы.

Оба типа реакции наблюдались и при низком, и при высоком исхо; ном уровне гистамина. Дальнейшую обработку экспериментальных данш проводили с учетом двух факторов - исходного уровня гистамина в мот и его динамики после работы.

Проведенный эксперимент показал, что у детей 7-10 лет физическг работоспособность связана с уровнем свободного гистамина в организд и его динамикой после нагрузки. Наибольшую мощность работы на пульс 170 уд/мин показали испытуемые с низким исходным уровнем гистамина дальнейшим его снижением после нагрузки. Эти же испытуемые име! наибольшие величины МПК (рис. 1). Наименьшие значения мощности рабе ты и максимального потребления кислорода отмечались в группе детей высоким уровнем гистамина в покое и повышением его после нагрузки Испытуемые с высоким исходным уровнем гистамина, снижающимся поел нагрузки, а также с низким уровнем гистамина, повышающимся после на грузки, по мощности работы и, соответственно, по величине МПК зани мают промежуточное положение между двумя крайними вариантами (рис

Анализ ответной реакции организма детей по параметрам сердечно сосудистой системы не выявил достоверных межгрупповых различи (Р0>0,05) . Вместе с тем более высокая физическая работоспособность : детей с первым типом реакции по гистамину (снижение его концентра ции) при одной и той же пульсовой стоимости нагрузки позволяет предположить, что эти испытуемые были наиболее адаптированы к мышечно! деятельности. Вовлечение гистамина в процессы регуляции функций пр] мышечной работе у этих детей мало выражено, о чем свидетельствуй' снижение его концентрации в моче после нагрузки.

Рис. 1. Мощность работы и максимальное потребление кислорода у тей 7-10 лет

Условные обозначения: 1 - дети с низким исходным уровнем гиста-на и снижением его после нагрузки, 2 - дети с высоким исходным эвнем гистамина и снижением его после нагрузки, 3- дети с исходным зким уровнем гистамина и повышения его после нагрузки, 4 - дети с с о ким исходным уровнем гистамина и повышением его после нагрузки.

У детей с низкими аэробными возможностями адаптация к нагрузке стигается путем освобождения дополнительных количеств гистамина, горый, как известно, может усиливать кровоснабжение сердца, улуч-гь коронарное кровообращение, т.е. способствовать лучшему снабже-о работающих мышц и сердца кислородом. Таким образом, повышенный 5рос гистамина под влиянием нагрузки (второй тип реакции), на наш ¡\ляд, может свидетельствовать о недостаточных адаптационных резер-í организма.

У испытуемых 4-ой группы (повышение экскреции гистамина после 5оты при высоком его исходном уровне) в условиях относительного соя разброс значений кардиоинтервалов был достоверно меньше, чем в зх других группах испытуемых (Ро<0,05). У этих детей относительно le, чем в других группах испытуемых, отмечалось состояние неудо-гтворительной адаптации (по данным ЭКГ и кардиоритмографии). Все э позволяет предположить, что данный вариант (высокий исходный >вень гистамина в сочетании с дальнейшим его повышением после ра-

боты) отражает не только снижение адаптивных резервов, но и мож< рассматриваться как состояние на грани патологии.

Анализ полученных результатов выявил различия в структуре корр> ляционной матрицы в различных группах испытуемых. У детей с низга исходным уровнем гистамина выявлены отрицательные взаимосвязи мeжJ его содержанием в моче и мощностью работы. При высоком исходн< уровне гистамина такой корреляции не обнаружено. Очевидно, если сс держание свободного гистамина в организме превышает определенш уровень, то дальнейшее его увеличение уже не оказывает влияния I физическую работоспособность.

Таким образом, результаты исследования показали, что для детс младшего школьного возраста, не занимающихся или только начинают^ заниматься спортом, оптимальным следует считать низкий уровень свс водного гистамина в организме с дальнейшим его снижением после не грузки. Наиболее неблагоприятный вариант - высокий уровень гистамин и повышение его после нагрузки.

б) у спортсменов на этапе высшего спортивного мастерства

Обследованы спортсмены-пловцы высокой квалификации {1 разряд, к мс, мсмк). Концентрация свободного гистамина в моче испытуемых в ус виях покоя в дни тестирования составляла от 2,25+0,90 до 3,90+1 мкмоль/л. Изучались процессы срочной адаптации к специфической и специфической нагрузке. Полученные данные представлены в табл. 1.

Проведенное исследование выявило взаимосвязь между уровнем своб ного гистамина в организме и показателями, отражающими специальную ботоспособность пловцов в анаэробно-гликолитическом режиме (табл. Спортсмены с высоким уровнем свободного гистамина в организме раз вают более высокую скорость при меньшей частоте сердечных сокращен: совершая меньшее число движений, т.е. работа выполняется более эко] мично. Снижение скорости на втором отрезке дистанции у этих испытуе; менее выражено. Анализ экспериментальных данных показал, что болы эффективность работы у спортсменов с высоким уровнем гистамина об? ловлена большей экономичностью деятельности сердечно-сосудистой < стемы. Об этом свидетельствуют отрицательные корреляции между содерз нием гистамина в моче и показателями, отражающими уровень функциони| вания системы кровообращения - как в покое, так и после нагрузки.

Таблица 1■

Некоторые физиологические показатели спортсменов-пловцов пр^ шполнении специфической и неспецифической работы

Показатели Характер работы

Неспецифическая (велоэргометрич еский тест) Специфическая (плавательный тест, 1-е тестирование) Специфическая (плавательный тест, 2-е тестирование)

!оличество испытуемых 22 21 19

ПОКОЙ

'ист. (пок.), мкмоль/л 3,22±1,44 2,25:10,90 3,90±1,19

СС, уд/мин 61±8 68±8 73±8

Деист.» мм.рт.ст. 11б±11 122±8 119±9

Ддиэст. , мм.рч.ст. 65±9 67±10 72±9

ндекс вегетативного ба- -7±1 3±1б б±14

анса, %

войное произведение, 71±9 84±13 8 6±13

сл. ед.

0, мл 72±7 73±9 71±4

ЭК, л/мин 4,39±0,67 5,19±0,84 5, 00±0, 71

РАЕ ОТА

зщность, кгм/мин 2400±397 --- ---

эщность, кгм/мин/кг 32,2+3,4 --- ---

эемя (1-й отрезок), с — 45, 6±4,0 4 4,4±3,7

эемя (2-й отрезок), с 47,7£3,9 45,8±3,7

ОТВЕТНАЯ РЕАКЦИЯ

1ст. ¡п/н), мкмоль/л 2,58±0,92 0,78±0,28 ' 1,95±0,91

1СТ., мкмоль/л -0,91±1,47 -1,41±1,05 • -1,95±1,58

;с, уд/мин 202+11 174±10 164±12

1сист,, мм.рт.ст. 193±20 189±24 180±21

!диаст., ММ.рТ.СТ. 17±32 59±18 41±28

щеке вегетативного ба- 92±6 67*±13 74 *±15

1нса, %

ойное произведение, 390±31 327*±37 296*±34

л. ед.

, мл 164±36 125*±26 141±34

К, л/мин 33,1±8,2 21,9*±5,4 23, 3-*±6,1

ксимальная концентра- 16,2±1,6 12,2*±3,1 10,3*±2,5

я лактата в крови,

оль/л

Примечание: (*) о<0, 05) .

- достоверные различия с неспецифической нагрузкой

Таким образом, спортсмены с высоким исходным уровнем гистамина ляются наиболее адаптированными к мышечной работе в анаэро1 гликолигическом режиме.

При выполнении спортсменами неспецифической нагрузки оценива. характер ответной реакции организма и физическая работоспособное1! двух режимах - смешанном и анаэробно-гликолитическом. Нами не выяв. взаимосвязи между исходным уровнем гистамина и мощностью неспещ ческой работы как в смешанном, так и в аназробно-гликолитическом р( мах.

У высококвалифицированных пловцов, как и у юных спортсменов, о^ чено два типа реакции по гистамину на физическую нагрузку - сниж< (1-й тип) и повышение (2-й тип) его уровня в организме. Исследовг показало, что в случае специфической работы доминирует первый тип акции. Второй тип наблюдался только в единичных случаях. При несш фической работе второй тип реакции был зафиксирован у трети от оби числа испытуемых. У остальных спортсменов концентрация гистамина в че снижалась в меньшей степени, чем после специфической работы (тг 2) . Кроме того, реакция на неспецифическую нагрузку была более В1 женной по изменению гемодинамических параметров и сопровождалась бс значительным увеличением концентрации лактата в крови. Следователь различия в ответной реакции организма по гистамину при разном хара! ре нагрузки обусловлены большей ,лфизиологической стоимостью" несп? фической работы. Полученные результаты согласуются с данными ряда торов (А.К. Коровников, 1963, и др.), что интенсивная мышечная х тельность вызывает нарушение процессов нейтрализации гистамина, а 1 же с данными И.Л. Вайсфельдп и Г.Н. Кассиля (1981), также наблюдав более значительное накопление гистамина в организме спортсменов пс неспецифической работы, чем после специфической.

Анализ полученных данных показал, что спортсмены с разными тип реакции на неспецифическую нагрузку различались по величине исходи уровня гистамина: при первом типе реакции дорабочий его уровень достоверно, чем при втором выше (Рс<0,05). Таким образом, высокий ходный уровень гистамина способствует его снижению после работы, низкий - повышению, что можно рассматривать как свидетельство дейст закона "исходного уровня" в системе гистамина.

Выявлено, что специфическая работа в аназробно-гликолитическом жиме оказывает отставленный эффект на уровень свободного гистамина в

Таблица 2

Взаимосвязь между уровнем гистамина в организме спортсменов и показателями специальной работоспособности

вотирование Коррелируемые параметры Линейный коэффициент корреляции

1 -е Гист. (покой) - количество гребков

(1-й отрезок) - 0,92

Гист. (покой) - количество гребков

(2-й отрезок) - 0,80

2 -е Гист. (покой) - V50 (2-й отрезок) Гист. (покой) - V75 (2-й отрезок) Гист. (покой) - ,'ЛТ 0, 60 0, 66 -0, 68

Условные обозначения: Гист. - концентрация гистамина в моче, У5( -ярость проштывания 50 м., У75 - скорость проллывания 75 м, ДТ - ргз-;а во времени проплывания отрезков дистанции.

1анизме спортсменов. В большинстве случаев концентрация гистамина в £е через сутки после выполнения нагрузки превышала до'рабочий уро-¡ь. Учитывая, что после работы содержание гистамина у Ьсех испытуе-: резко снижается, можно заключить, что последующее его повышение гяется частным случаем проявления закона суперкомпенсации. Однако у :оторых испытуемых такого отставленного эффекта не наблюдалось. Ана-| индивидуальных данных показал, что это спортсмены, наиболее адал-юванные к мышечной деятельности. Так, из восьми спортсменов с пова-:ием уровня гистамина через сутки после выполнения нагрузки у четв;-о-тмечалось напряжение биосистемы организма или неудовлетворитель-адаптация (по данным кардиоритмографии), у шести спортсменов были .едлены процессы срочного восстановления. Вместе с тем у шести истш-мых отставленный эффект по гистамину не наблюдался. Только у одного них отмечалась неудовлетворительная адаптация и у одного - замедле-процессов срочного восстановления.

Исследование показало, что абсолютное значение концентрации гис дана в моче через сутки после выполнения нагрузки и его прирост в ¡ение суток взаимосвязаны с рядом показателей, отражающих ответную 1кцию организма на нагрузку (ЧСС непосредственно после работы, ма! дгльная концентрация лактата в крови). Кроме того, концентрация гис ®ша тем выше, чем сильнее снижается скорость на втором отрезке :танции (рис. 2). Таким образом, сверхвосстановление уровня гистаь ?ем более выражено, чем большие сдвиги гомеостаза вызывает работ 5азличных системах организма (сердечно-сосудистая, система крови] ¡ем сильнее появляются признаки утомления после работы.

Рис. 2 .■ Некоторые взаимосвязи концентрации гистамина в моче чгрез сутки после тестирования (Гистамин (восст.)) и его прироста в течение суток с другими физиологическими показателями спортсменов

Примечание: (*) - корреляция недостоверна.

Срочная адаптация к мышечкой деятельности у высококвалифицированных спортсменов и уровень гистамина в крови

Были обследованы высококвалифицированные спортсмены, специализи-шциеся в игровых видах спорта и входящие в состав команд мастеров утбол, хоккей; спортивная квалификация - кмс и мс) . В .связи с тем, о в спортивных играх преобладает мышечная деятельность в аэробном и ешанном режимах, в качестве тестирующей нагрузки использовалась ра-та на велоэргометре на пульсе до 170 уд/мин (тест PWCno) •

Средняя концентрация гистамина в крови испытуемых в условиях отно-тельного покоя составила 1,50±0,32 мкмоль/л. Для изучения взаимосвя-уровкя свободного гистамина в организме с общей физической работо-особностью при обработке данных все испытуемые были условно разделена три группы: с низким (менее Х-0,5а), средним (Х±0,5с) и высо-

м (свыше Х+0,5а) содержанием гистамина в крови.

Наибольшая мощность работы на пульсе до 170 уд/мин и, соответ-венно, наиболее высокий уровень окислительной функции отмечались в /ппе спортсменов со средними концентрациями гистамина в крови (в эделах 1,50±0,16 мкмоль/л). Спортсмены с более низким или более выдам уровнем гистамина развивали меньшую мощность (рис. 4). Вместе с л пульсовая стоимость работы была одинакова для всех трех групп ис-гуемых. Отсутствовали какие-либо межгрупповые различия в показателях юдинамики непосредственно после работы и в период срочного восста-зления (Р0>0,05). Полученные результаты позволяют предположить, что у :ококвалифицированных спортсменов, как и у детей, не занимающихся зртом, высокий уровень свободного гистамина в организме является стором дезадаптации, ограничивающим модность работы в смешанном ре-ie. Однако, в отличие от детей, у спортсменов высокой квалификации »ренная гистаминемия способствует увеличению МПК и мощности работы, юятно, это связано со способностью гистамина усиливать микроцирку-даю и газообмен в капиллярах, что обеспечивает лучшее снабжение тка-[ кислородом. Таким образом, наиболее адаптированными к работе в апанном режиме являются спортсмены со средним уровнем свободного :тамина в организме.

Концентрация гистамина, мкмоль/л

РИС17о/кг, кг/мин/кг

МПК/кг, мл/мин/кг

о 12 3

Рис. 3. Концентрация гистамина в крови в покое, мощность раб' максимальное потребление кислорода у спортсменов с разным исх уровнбм гистамина.

Мышечная работа вызывала разнонаправленные изменения концент гистамина в крови. Было зафиксировано как снижение, так и повы его уровня после работы. Анализ полученных данных показал, что ность работы не связана с направленностью этих изменений. На взгляд, это объясняется тем, что определение концентрации гистам! крови (в отличие от его определения в моче) фиксирует быстрые с: нутные колебания его концентрации и не всегда отражает более дли ные тенденции изменения его уровня в организме.

Свободный гистамин как критерий долговременной адаптации орга* спортсменов к физическим нагрузкам

Обследованы спортсмены-пловцы высокой квалификации (от 1-го да до мсмк; возраст - от 14 до 24 лет) . Определение концент] гистамина в моче испытуемых, на протяжении длительного времени мес.) позволило выявить значительные колебания его уровня в услс относительного покоя. Во многих случаях отмечались резкие - в те* 1-2 недель - подъемы концентрации гистамина в моче на 70-100% и бс что указывает на резкое увеличение его уровня в организме. Анализ периментальных данных показал, что такие подъемы связаны с нескол1 основными факторами:

1. Состояния напряжения и неудовлетворительной адаптации, оп£ ляемые по данным кардиоритмографии. Как правило, экскреция гистг

гличивается при повышении активности центрального контура регуляции зоты сердца. На наш взгляд, это связано с важной ролью гистамина в щессах нейро-гуморальной регуляции кровообращения. Как известно, и {тральные, и автономные механизмы регуляции сердечного ритма осу-;твляют свои эффекты посредством катехоламинов. Если тренировочные и эевновательные нагрузки неадекватны возможностям организма, происхо-; активизация центрального контура управления, направленная на сти-1яцию симпатической нервной системы и надпочечников (P.M. Баевский, ¡8, 1986; Р.Д. Маршалл, Д.Т. Шефферд, 1972 и др.). В результате в >ви и в сердце повышается содержание катехоламинов, способных вы-iTb освобождение гистамина. Кроме того, высокая активность симпати-:кой регуляции способствует более интенсивному потреблению кислорода 'Кардом. Это стимулирует дополнительный выброс гистамина, усили-щего коронарное кровообращение (П.В. Сергеев, Н.Л. Шимановский, 2) . Поэтому при централизации управления сердечным ритмом содержа-

гистамина в организме будет повышаться.

Проведенное исследование показало, что во многих случаях динамика вня гистамина практически совпадала с динамикой индекса напряжения карда, отражающего соотношение активности центральных и автономных анизмов регуляции (рис. 4). Отмечены случаи, когда изменения уровня тамина на неделю опережали соответствующие изменения индекса напря-ия. Это указывает на возможное прогностическое значение определения центрации гистамина в биологических жидкостях в условиях покоя.

2. Недовосстановление организма после высоких тренировочных и со-новательных нагрузок. Как правило, при этом увеличение уровня гамина в организме сопровождается субъективным ощущением усталости портсменов.

3. Одновременное увеличение СОЭ и количества лейкоцитов в крови, эстно, что воспалительная реакция сопровождается возрастанием СОЭ и дентрации лейкоцитов. С другой стороны, гистамин является медиато-

воспаления. При воспалительном процессе происходит его активное эбождение из тучных клеток и, как следствие, увеличение содержания зови (В.И. Успенский, 1963; М.З. Каган, 1987). Следовательно, одно-£енное увеличение СОЭ, количества лейкоцитов и уровня гистамина выю одной и той же причиной - наличием очага воспаления в организме.

10,0 9,08,07,06,05,04,03,02,01,0-

12,0 -10,0 8,0 -6,0 -4,0 -

2,0 -

0

16.02 16.03 21.04 27.04 4.05 18.05 Даты

Рис. 1 . Многодневная динамика концентрации гистамина в моче

(-) и индекса напряжения (----} у спортсменов пловцов

а) - Испытуемый Б-в, б) - Испытуемый 3-й.

Таким образом, изучение степени устойчивости и пределов колебаний нцентрации гистамина в моче спортсменов позволило заключить, что ■овень гистамина в моче является показателем функционального состоя-:я организма. Резкое увеличение его экскреции в состоянии относитель-го покоя может свидетельствовать о начале воспалительного процесса, пряжении или неудовлетворительной адаптации, недовосстановления ср-низма после физических нагрузок.

ВЫВОДЫ

1. Колориметрический микрометод определения гистамина может Выть пользован для изучения уровня свободного гистамина в биологических дкостях и его динамики с целью диагностики адаптации и дезадаптации ганизма человека к физическим нагрузкам.

2. Выявлена высокая вариативность индивидуальных значений содержа-я свободного гистамина в крови у лиц различного пола, возраста и эвня тренированности. Концентрация гистамина в крови достоверно выше 3<0,05) у спортсменов высокой квалификации по сравнению с начинающими -шматься спортом. У лиц, тренирующихся на выносливость, уровень ;тамина достоверно выше, чем у представителей видов спорта со ско-;тно-силовой игровой направленностью.

3. У спортсменов с различным уровнем тренированности характер адал-щи организма к физическим нагрузкам, выполняемым в различных режи-< взаимосвязан с уровнем свободного гистамина в биологических жид-:тях (кровь, моча), определяемого в условиях относительного покоя:

а) к работе в смешанном режиме (PWCuo) наиболее адаптированы дети гдшего школьного возраста с' низким уровнем свободного гистамина в манизме; менее адаптированы дети с высоким уровнем гистамина;

б) к работе в смешанном режиме (PWCno) наиболее адаптированы высо-гвалифицированные спортсмены со средним уровнем гистамина в организ-

менее адаптированы спортсмены с более высоким или более низким >внем гистамина;

в) к работе в анаэробно-гликолитическом режиме (пульс свыше 180 мин) лучше адаптированы высококвалифицированные спортсмены с высо-[ уровнем гистамина в организме, определяемым в условиях относитель-о покоя.

4. Выявлены два типа реакции по динамике гистамина на физиче нагрузку: 1-й тип - снижение уровня свободного гистамина в орган после работы, 2-й тип - повышение уровня гистамина. Тип реакции на грузку не зависит от пола и возраста испытуемых и отражает разлет уровень адаптации организма к нагрузкам:

а) у детей младшего школьного возраста снижение концентр, гистамина в моче после работы (1-ый тип реакции) свидетельствует о соком уровне адаптации к нагрузкам.: увеличение концентрации (2-й реакции) отражает снижение функциональных резервов организма и мс являться признаком дезадаптации;

б) у высококвалифицированных спортсменов увеличение концентре гистамина в моче после работы (2-й тип реакции) отражает высокий 1 вень напряжения функций организма при работе.

5. У ■спортсменов высокой квалификации изменение концентрг гистамина л моче под влиянием интенсивной мышечной работы подчиняв закону "исходного уровня": низкий исходный уровень гистамина спос ствует его повышению после работы, высокий - снижению.

6. Содержание свободного гистамина в организме спортсменов по специфических нагрузок в анаэробно-гликолитическом режиме восстанав вается до исходного уровня, проходя стадию сверхвосстановления, спортсменов с замедленными процессами срочного восстановле сверхвосстановление в системе гистамина наиболее выражено.

7. В процессе долговременной адаптации к тренировочным нагрузка! спортсменов высокой квалификации формируется индивидуалы "гистаминовый профиль", отражающий усредненный уровень гистамина биологических жидкостях (моча) и оптимальные пределы его колебаш При дезадаптации Оиосистемы к физическим нагрузкам уровень гистаминг организме резко возрастает (на 70-100% за 1-2 недели).

8. У высококвалифицированных спортсменов выявлена взаимосвязь ме ду уровнем свободного гистамина в организме и степенью централиза! управления сердечным ритмом (индекс напряжения миокарда). Прослея вается высокая степень синхронизации колебаний в динамике уровня эв креции гистамина и индекса напряжения в условиях относительного поко;

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Разработанная методика диагностики адаптации организма человека к ическим нагрузкам с использованием свободного гистамина может при-яться:

1. При проведении отбора и комплектовании сборных команд для оцен-уровня адаптированности организма юных и высококвалифицированных ртсменов к физическим нагрузкам и прогнозирования их соревнователь-

деятельности.

2. При проведении текущих и долговременных наблюдений за переноси-тью спортсменами тренировочных и соревновательных нагрузок с целью евременной коррекции учебно-тренировочного процесса.

3. В учебном процессе при подготовке специалистов в области физикой культуры и спорта (тренеров, преподавателей физической культу-

специалистов по лечебной физкультуре и т.д.)

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. О взаимосвязи адаптации системы кровообращения к физической на-зке с обменом гистамина у юных спортсменов //Дети и Олимпийское кение (Материалы симпозиума детской Сибириады-93 (5-7 июля 1993 г.) овосибирск, 1993. - С. 94-95 (соавт. Л.Г. Харитонова, Л.А. Лазаре-

2. К вопросу о влиянии мышечной деятельности на обмен гистамина у зй в зависимости от пола и возраста // Тез. докл. межрегионального юзиума "Спорт и образ жизни". - Омск, 1994. - С. 132-133 (соавт.

. Зубарева, Л.Г. Харитонова).

3. Физическая работоспособности и содержание гистамина в моче у ;й младшего школьного возраста //Медико-биологические проблемы финской культуры и спорта. - Омск, 1996. - С. 47-50 (соавт. Л.Г. Ха->нова) .

4. Взаимосвязь свободного гистамина в крови с физической работо-:обностью спортсменов высокой квалификации //Актуальные проблемы >ития физической культуры и спорта. - Барнаул, 1997. - С. 244-245.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шевченко, Алла Евгеньевна, Омск

Г' ' ) П / Г /""Л.

• ^ - з / 'о у -

М п СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ 'АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

На правах рукописи

ШЕВЧЕНКО Алла Евгеньевна

СВОБОДНЫЙ ГИСТАМИН - КРИТЕРИЙ АДАПТАЦИИ И ДЕЗАДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ .

03.00.13 - Физиология человека и животных

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор Харитонова Л.Г.

Омск 1998 /?

, / Л

,-Г / У !

/

/

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ................................................. 4

ВВЕДЕНИЕ ............................................................ 5

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ................................... 10

1.1. Адаптация организма к физическим нагрузкам ____ 10

1.2. Метаболизм и биологическое действие гистамина ____ 15

1.3. Количественное содержание гистамина в биологических жидкостях человека ........ ........ ................ 22

1.4. Гистамин и регуляция функций организма при мышечной деятельности ........................................ 24

1.4.1. Взаимосвязь обмена гистамина с симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системами... 2 4

1.4.2. Гистамин и биоэнергетические процессы при мышечной деятельности .................................... 31

1.4.3. Гистамин и регуляция деятельности сердечнососудистой системы ................................. 34

1.5. Гистамин при спортивной деятельности ............. 38

Глава 2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ............ .............. 4 7

2.1. Материалы и методы исследований................ 47

2.2. Результаты исследований и их обсуждение ........ 60

2.2.1. Результаты предварительных экспериментов ____ 60

2.2.2. Уровень свободного гистамина в организме и процессы срочной адаптации к мышечной деятельности у детей на этапе начальной спортивной подготовки ............ 64

2.2.3. Взаимосвязь уровня свободного гистамина в организме с процессами срочной адаптации к мышечной деятельности у юных спортсменов на этапе углубленной спортивной подготовки ................. 82

2.2.4. Взаимосвязь уровня свободного гистамина в организме с процессами срочной адаптации к мышечной деятельности у спортсменов высокой квалификации ........... 8 9

1 —

2.2.4.1. Анализ уровня гистамина и его динамики во вза имосвязи с общей и специальной физической ра ботоспособностью у пловцов................... 89

2.2.4.2. Взаимосвязь уровня гистамина в организме спортсменов, специализирующихся в игровых видах спорта, с общей физической работоспособностью ............................ ........... 120

2.2.5. Свободный гистамин как критерий функционального состояния и долговременной адаптации организма

спортсменов к физическим нагрузкам .......... 12 5

Глава 3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................... 138

ВЫВОДЫ .................................................................... 14 8

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ..................................................... 151

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ............................................ 171

ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................. 178

Гист.(пок.) Гист.(п/н) ДГист.

Гист. (восст.)

ЧСС ДЦсист.

АДдааст.

мок со пд .

PWC15C

PWC17C

w

МП К

v50 V75

^50 ^75

г(1)

r(II) ин

Мо

АМо

ЛХ

X

а

m

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

концентрация гистамина в крови или моче в условиях относительного покоя концентрация гистамина в крови или моче после физической нагрузки изменение концентрации гистамина в крови или моче под влиянием физической нагрузки концентрация гистамина в моче через сутки после выполнения нагрузки частота сердечных сокращений систолическое артериальное давление диастолическое артериальное давление минутный объем крови систолический объем пульсовое давление

мощность работы на пульсе 150 уд/мин мощность работы на пульсе 170 уд/мин мощность работы в субмаксимальном режиме максимальное потребление кислорода скорость на дистанции 50 м скорость на дистанции 75 м время проплывания отрезка 50 м время проплывания отрезка 75 м время проплывания 1-ого отрезка дистанции время проплывания 11-ого отрезка дистанции индекс напряжения мода

амплитуда моды

вариационный размах кардиоинтервалов среднее арифметическое среднеквадратичное отклонение ошибка среднего арифметического

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Адаптация человека к регулярным физическим нагрузкам - это процесс, в результате которого организм становится более устойчив к действию интенсивной мышечной деятельности и приобретает способность выполнять работу таких объемов и интенсивности, которые ранее были недоступны. До настоящего времени остается открытым вопрос о механизмах этих изменений. Центральное место в решении проблемы адаптивных резервов человека занимает изучение регуляторных процессов. Как правило, для изучения процессов гуморальной регуляции при занятиях физической культурой и спортом предлагается использование определения тех или иных гормонов в биологических жидкостях организма в покое и при мышечной работе [35; 119 и др.]. Однако на практике изучение гормональной активности часто бывает затруднено в силу сложности и трудоемкости соответствующих методик. Поэтому особую актуальность, на наш взгляд, приобретает изучение гормоноподобных веществ, которые более доступны для изучения, но до настоящего времени практически не используются в диагностике адаптивных резервов организма и мышечной деятельности .

Анализ научно-методической литературы показал, что определенный интерес представляет выяснение вопроса о вариативности индивидуальных реакций системы гистамина на физические нагрузки различного объема и интенсивности, у лиц различного пола, возраста и уровня тренированности. Актуальным является также изучение реагирования системы гистамина на нагрузку во взаимосвязи с характером тренировочного эффекта (срочного, текущего, кумулятивного) , базирующихся на различных видах адаптации. Было высказано предположение, что изучение динамики уровня свободного гистамина в биологических жидкостях в покое и после физиче-

ских нагрузок во взаимосвязи с другими физиологическими показателями позволит совершенствовать методику комплексной диагностики процесса адаптации и дезадаптации организма человека к тренировочным нагрузкам.

Работа выполнена в соответствии со Сводным планом НИР Госкомитета РФ по физической культуре и туризму на 1991-2 000 г., по проблеме 2.3.1. ^Совершенствование физического воспитания и спортивной подготовки, систематизация критериев оценки двигательной активности с учетом возрастных закономерностей моторики и биологической надежности организма", номер государственной регистрации 01.9.20006249.

Цель исследования. Теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности использования свободного гистамина как критерия адаптации и дезадаптации организма человека к физическим нагрузкам.

Задачи исследования:

1. Обосновать возможность использования колориметрического микрометода для определения гистамина в биологических жидкостях у лиц различного пола, возраста и уровня тренированности.

2. Изучить взаимосвязь между физической работоспособностью в различных зонах режимах и концентрацией свободного гистамина у лиц с разным уровнем спортивной подготовки.

3. Изучить взаимосвязь уровня свободного гистамина в организме с особенностями метаболизма и деятельностью сердечнососудистой системы в процессе срочной и долговременной адаптации к физическим нагрузкам.

4. Обосновать методический подход к оценке регуляции адаптивных процессов организма человека к физическим нагрузкам с использованием определения гистамина.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- изучена взаимосвязь физической работоспособности с содержанием свободного гистамина в биологических жидкостях у лиц различного пола, возраста и уровня тренированности. Выявлен разнонаправленный характер влияния уровня гистамина на физическую работоспособность при нагрузках различной интенсивности;

- выявлено два типа ответной реакции организма на физическую нагрузку по динамике гистамина на нагрузку, отражающие индивидуально-типологические особенности срочной адаптации организма к мышечным нагрузкам;

- доказано, что у высококвалифицированных спортсменов характер ответной реакции организма по динамике свободного гистамина при интенсивных физических нагрузках подчиняется закону "исходного уровня" (правило Вильдера)

- доказано, что в организме высококвалифицированных спортсменов в процессе долговременной адаптации к тренировочным нагрузкам кумулятивный тренировочный эффект сопряжен с формированием индивидуального динамического "гистаминового профиля".. Снижение адаптационных резервов сопровождается значительными колебаниями уровня гистамина в организме;

- доказано, что уровень свободного гистамина в организме достоверно взаимосвязан с деятельностью сердечно-сосудистой системы и характером метаболических процессов. У лиц, менее адаптированных к физическим нагрузкам уровень гистамина взаимосвязан с работоспособностью на пульсе 150-170 уд/мин и аэробными метаболическими процессами. У лиц, наиболее адаптированных к физическим нагрузкам, уровень свободного гистамина взаимосвязан с работоспособностью на пульсе 180-200 уд/мин и анаэробным гликолизом, т.е. со способностью выполнять работу высокой интенсивности в условиях гипоксии;

- разработан новый методический подход к диагностике регу-ляторных механизмов системы гистамина при адаптации и дезадаптации организма к физическим нагрузкам.

Теоретическая значимость исследований заключается в том, что полученный материал, отражающий состояние регуляторных механизмов, в частности, гистамина, при различных тренировочных эффектах, существенно дополняет разделы физиологии мышечной деятельности по проблеме адаптации человека к физическим нагрузкам.

Практическая значимость. Разработан новый методический подход к оценке срочной, текущей и долговременной адаптации организма к физическим нагрузкам. Оценка уровня свободного гистамина в биологических жидкостях колориметрическим микрометодом позволяет, минуя сложные биохимические и физиологические методики, оперативно определять срочный, текущий и кумулятивный тренировочный эффект и своевременно вносить коррекцию в учебно-тренировочный процесс спортсменов различной квалификации и разных возрастных групп, а также лиц, занимающихся оздоровительной физической культурой.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Срочная адаптация организма к физическим нагрузкам и срочный тренировочный эффект у лиц, начинающих заниматься спортом, взаимосвязаны с исходным уровнем гистамина в биологических жидкостях и его динамикой в период срочного восстановления. Наиболее адаптированными к физическим нагрузкам являются дети с низким исходным уровнем гистамина и понижением его после работы. Менее адаптированным является организм с высоким исходным уровнем гистамина и повышением его после работы.

2. Срочная и текущая адаптация системы гистамина к интенсивным мышечным нагрузкам у лиц, имеющих высокую спортивную квалификацию, подчиняется закону "исходного уровня" (правилу Вильдера): низкий исходный уровень гистамина способствует его повышению после работы, высокий - снижению.

3. Кумулятивный (накопительный) тренировочный эффект в процессе долговременной адаптации организма высококвалифицированных спортсменов сопряжен с формированием индивидуального "гистаминового профиля", отражающего состояние регуляторных механизмов системы гистамина. При динамических наблюдениях за спортсменами изменения индивидуального "гистаминового профиля" позволяют своевременно выявить проявления дезадаптации организма к физическим нагрузкам и внести коррекцию в учебно-тренировочную программу.

Гипотеза исследования: Изучение динамики уровня свободного гистамина в организме во взаимосвязи с другими физиологическими показателями позволит совершенствовать методику комплексной диагностики процесса адаптации и дезадаптации биосистемы к тренировочным нагрузкам.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации доложены на итоговой научной конференции СибГАФК по итогам работы за 1997 г., на межкафедральной научной конференции (1998), на расширенном заседании кафедры медико-биологических основ физической культуры и спорта и НИИ ДЭУ СибГАФК (1998) .

Публикации : по теме диссертации опубликовано 4 работы.

Структура диссертации: диссертация изложена на 188 страницах печатного текста; состоит из введения, трех глав, выводов, практических рекомендаций, библиографии, приложений. Иллюстрирована 2 6 рисунками, включает 22 таблицы. Библиография представлена 169 источниками, из них 23 зарубежных.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Адаптация организма к физическим нагрузкам

Одним из ключевых понятий современной спортивной науки является понятие "адаптация", объединяющее все процессы в живом организме, направленные на приспособление к внешней среде. На настоящий момент имеется множество определений этого понятия. Ф.З.Меерсон и М.Г.Пшенникова [90] определяют адаптацию как "...развивающийся в ходе жизни процесс, в результате которого организм приобретает устойчивость к определенному фактору окружающей среды и, таким образом, получает возможность жить в условиях, ранее несовместимых с жизнью, и решать задачи, прежде не разрешимые". Н.А.Фомин и Ю.Н.Вавилов [13 4] дают следующее определение данного понятия: "Адаптация - приспособление организма или отдельных его систем к условиям меняющейся среды, величине и характеру физической нагрузки". Ряд авторов рассматривает адаптацию как сдвиг в функции или структуре, поддерживающий существование биосистемы в определенной среде [3; 119 и др.].

Существуют различные пути адаптации живого организма к действию тех или иных повреждающих факторов:

1) поведенческая адаптация, т.е. выбор оптимальной в данных условиях стратегии поведения - представляет собой наиболее простой вариант адаптации в изменяющихся условиях среды;

2) физиологическая адаптация, т.е. повышение уровня функционирования различных органов и систем организма;

3) биохимическая адаптация, т.е. изменение содержания различных веществ в крови и тканях, увеличение или снижение активности ферментов и т.д. Этот вариант адаптации является последним резервом организма, когда поведенческие и физиоло-

гические механизмы не в состоянии обеспечить необходимый приспособительный эффект [141] .

Процесс адаптации подразделяется на два этапа - срочную и долговременную адаптацию [63; 95; 98 и др.]. Срочная адаптация к какому-либо повреждающему фактору осуществляется на основе готовых, уже сформированных физиологических механизмов. Поэтому механизмы срочной адаптации вступают в действие непосредственно после начала воздействия на раздражителя. Однако такая адаптация является еще несовершенной. Необходимый адаптационный эффект достигается ценой неоправданно высоких энергозатрат и почти полной мобилизации функциональных резервов организма [90].

Долговременная адаптация развивается на основе многократной реализации срочной адаптации при длительном или многократном воздействии на организм одного и того же раздражителя. Постепенно в организме происходит ряд структурных изменений, которые могут увеличивать мощность функциональных систем, ответственных за адаптацию, т.е. формируется так называемый "структурный след" адаптации. Решающая роль в этом процессе принадлежит нейро-гуморальным механизмам стресс-реакции [8 9] .

Стресс-реакция, или общий адаптационный синдром, - это комплекс стереотипных неспецифических реакций организма на действие любого сильного раздражителя [119]. Общий адаптационный синдром включает в себя следующие стадии:

1. Стадия тревоги. Для этой стадии характерна максимальная мобилизация различных физиологических функций организма, достижение адаптивного эффекта обеспечивается усиленной продукцией гормонов двух основных стресс-реализующих систем -симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой. В этой фазе стресса наблюдаются резкое учащение сердечных со-

кращений, гипергликемия, преобладание катаболических процессов в организме, повышенная проницаемость кровеносных сосудов и т.д. Под влиянием избыточного выделения гормонов усиливаются процессы перекисного окисления, что может приводить к повреждению клеточных мембран. Реакции, характерные для стадии тревоги, являются физиологической основой срочной адаптации [38; 124; 134 и др. ] .

2. Стадия резистентности - наблюдается при продолжительном или многократном действии стрессора. В стадии резистентности повышается сопротивляемость организма действию данного стрессора. Физиологические и биохимические изменения, характерные для стадии тревоги, исчезают. Активизируется биосинтез АТФ, нуклеиновых кислот и белка, увеличивается мощность внутриклеточных систем транспорта кислорода и питательных веществ. Завершается формирование функциональных систем, обеспечивающих адаптацию к данному конкретному фак