Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние мышечной и пищевой нагрузок на показатели сыворотки крови спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние мышечной и пищевой нагрузок на показатели сыворотки крови спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах"

На правах рукописи

Горшкова Наталья Евгеньевна

ВЛИЯНИЕ МЫШЕЧНОЙ И ПИЩЕВОЙ НАГРУЗОК НА ПОКАЗАТЕЛИ СЫВОРОТКИ КРОВИ СПОРТСМЕНОВ, ТРЕНИРУЮЩИХСЯ В РАЗНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

1 5 щр 2С72

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Челябинск-2012

005014528

005014528

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Курганский государственный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Речкалов Александр Викторович Официальные оппоненты:

Львовская Елена Ивановна - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой биохимии ФГБОУ ВПО «Уральский государственный университет физической культуры» (г. Челябинск)

Щурова Елена Николаевна - доктор биологических наук, заведующий лабораторией функциональных исследований клинико-экспериментального отдела физиологии ФГБОУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздравсоцразвития России (г. Курган)

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Защита состоится 06 апреля 2012 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212.295.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, Челябинск, пр. им. Ленина, д. 69, ауд. 116.

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

Автореферат разослан «Зь марта 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Важнейшим фактором, обеспечивающим приспособление организма человека к меняющимся условиям внешней среды, является мышечная деятельность. Систематические мышечные нагрузки расширяют адаптационные возможности человека. Приспособление организма к напряженной мышечной деятельности сопровождается глубокой биохимической перестройкой в клетках скелетных мышц, сердца, нервной системы и других внутренних органов (Е.И. Львовская, 2010, C.JI. Сашенков, А.П. Исаев, 2003, В.В. Савкин, 2003; Б.А. Никулин, 2007).

Медико-биологическийконтроль позволяет выявлять реакции организма на физические нагрузки, оценивать уровень тренированности, адекватности применения фармакологических и других восстановительных средств, роли энергетических метаболических систем в мышечной деятельности, воздействия климатических факторов и др. В связи с этим в практике спорта используют биохимическиекритерии оценки адаптации спортсменов на различных этапах подготовки (Б.А. Никулин, 2007; K.M. Милашюс, 1998; A.A. Мельников, А.Д. Викулов, 2003).

Гомеостатические механизмы могут компенсировать последствия далеко не всех мышечных напряжений. В ряде случаев они могут оказаться несостоятельными. Применительно к спорту высших достижений тренирующий эффект оказывают только те нагрузки, которые меняют постоянство внутренней среды организма. Регулярное воздействие подобного рода раздражителей оказывает выраженное влияние на свойства этой среды не только в состоянии физиологического покоя, но и непосредственно во время мышечной деятельности, что может стать причиной становления новых, более широких границ гомеостаза (A.A. Кузнецова, Ю.В. Наточин, 1995).

В настоящее время очевидны негативные последствия неадекватных физических нагрузок и растущая необходимость в их ликвидации и профилактики. Поэтому профилактические и реабилитационные мероприятия входят в комплекс подготовки спортсменов. Несомненно, что методы профилактики и нормализации функционального состояния спортсменов после объемных физических нагрузок требуют дальнейшего изучения и совершенствования (И.Ю. Смирнов, В.Н. Левин, Н.П. Здюмасва, 2004).

Биохимические методы исследования, применяемые в динамике, позволяют изучать направленность обменных процессов путем определения специфических промежуточных продуктов обмена в крови, моче и других средах и вносить коррективы в тренировочный процесс (Б.А. Никулин, 2007).

Для исследования функций различных органов и систем, а так же изменения концентраций в сыворотке крови продуктов всасывания в настоящее время используются пробы с пищевыми нагрузками (по Ригелю, Коротько и др.). Применение пищевых нагрузок позволяет изучить особенности разных видов обмена (белковый, углеводный, минеральный) и

3

контролировать их при выполнении тренировочных и соревновательных нагрузок. Для исследования функционального состояния, резервных возможностей и устойчивости различных органов и систем организма к действию мышечного напряжения широко применяются дозированные физические нагрузки (А.П. Кузнецов, А. В. Речкалов, JI.H. Смелышева, В.И. Кожевников, 2010, Damien J.Angus, Mark A. Febbraio, Mark Hargreaves, 2002, J.F. Brun, J.P. Micallef, 1992).

Таким образом, недостаточная изученность влияния физической нагрузки и последующего приема пищи на показатели сыворотки крови спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах, определила выбор темы и замысел данного диссертационного исследования.

Цель исследования оценка показателей сыворотки крови у спортсменов в процессе долговременной адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам при использовании тестовых нагрузок.

В процессе исследования необходимо было решить следующие задачи:

1. Определить концентрацию глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора сыворотки крови у спортсменов в процессе адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам.

2. Оценить влияние пробного углеводного завтрака на уровень глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора в сыворотке крови у спортсменов, тренирующихся в аэробном и анаэробном энергетическом режиме.

3. Выявить особенности влияния дозированной физической нагрузки и последующего приема пробного углеводного завтрака на концентрацию глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора в сыворотке крови у спортсменов в процессе долговременной адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам.

Научная новизна. Установлены особенности долговременной адаптации спортсменов к нагрузкам различной направленности на уровне показателей сыворотки крови: аэробные нагрузки сопровождаются достоверным снижением глюкозы, магния и существенным повышением натрия, коэффициента белок/глюкоза, которые обеспечивают реакции экономизирующего типа и определяют тонус кровеносных сосудов в процессе выполнения мышечной деятельности.

Адаптация к анаэробным нагрузкам сопровождается достоверным снижением концентрации глюкозы, магния, коэффициента натрий/калий в сочетании с достоверным повышением концентрации общего белка, кальция, калия, натрия, хлора, коэффициента белок/глюкоза сыворотки крови. Увеличение плазменного белка обеспечивает возросшие потребности организма в энергоносителях в условиях адаптации к гипоксии.

Выявлено достоверное увеличение концентрации кальция у спортсменов, тренирующихся в анаэробном режиме после приема тестового завтрака, что указывает на усиление холинэргической и пептидергической

стимуляции в условиях адаптации к мышечной нагрузке в сравнении со спортсменами, тренирующимися в аэробной зоне энергообеспечения.

Впервые установлено достоверно значимое влияние комбинированного применения мышечной и пищевой нагрузки на показатели общего белка, магния, калия, натрия сыворотки крови в сравнении с их изолированным воздействием у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах.

Теоретическая и практическая значимость. Получены новые результаты по особенностям биохимического состава сыворотки крови, которые дополняют существующие представления о механизмах адаптации организма спортсменов к аэробным и анаэробным нагрузкам.

Выявленные особенности биохимического состава плазмы крови спортсменов, тренирующихся преимущественно в аэробной и анаэробной зоне энергообеспечения, можно рассматривать как теоретическую основу для программирования и коррекции процесса подготовки и восстановления спортсменов разных специализаций.

Для специалистов в области спортивной тренировки и специализированного питания несомненный интерес имеют данные о специфических изменениях в биохимических показателях крови, обусловленных метаболическими потребностями организма при выполнении нагрузок в различных энергетических режимах, которые могут быть использованы для выявления нарушений, вызванных физической нагрузкой у высококвалифицированных спортсменов в тренировочной и соревновательной деятельности.

Полученные результаты могут также служить теоретической базой для разработки рациональных режимов питания у спортсменов, тренирующихся преимущественно в разных энергетических режимах.

Результаты исследований используются для медицинского контроля в Курганском городском врачебно-физкультурном диспансере, а также в лаборатории функциональных исследований научного клинико-экспериментального отдела физиологии ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. академика Г.А. Илизарова Минздравсоцразвития России для оценки влияния мышечной и пищевой нагрузок на биохимические показатели сыворотки крови ортопедо-травматологических больных, занимающихся лечебной физкультурой с различной степенью интенсивности.

Теоретические положения внедрены в учебный процесс кафедр анатомии и физиологии человека, теоретических основ физического воспитания и адаптивной физической культуры, прикладной химии Курганского государственного университета при преподавании дисциплин «Физиология», «Возрастная физиология», «Физиология экстремальных состояний», «Теория и методика физической культуры», «Спортивная медицина», а также в учебный процесс Курганского базового медицинского колледжа для преподавания дисциплины «Анатомия и физиология человека».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Специфичность изменений биохимических показателей крови в ответ на применение дозированной велоэргометрической нагрузки и последующего приема пробного углеводного завтрака определяется адаптацией организма к выполнению мышечной деятельности в аэробном и анаэробном режиме энергообеспечения.

2. Комбинированное применение мышечной и пищевой нагрузки оказывает значительно более выраженное влияние на показатели сыворотки крови у спортсменов, адаптированных к аэробным и анаэробным нагрузкам в сравнении с их изолированным применением.

3. Сдвиги биохимических показателей крови обусловлены метаболическими потребностями организма спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах.

Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации доложены на Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта» (Челябинск, 2009), II Всероссийской научно-практической конференции «Состояние окружающей среды и здоровье населения» (Курган, 2009), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения профессора Я.Д. Витебского «Современные проблемы гастроэнтерологии» (Курган, 2009), Всероссийской научно-практической конференции молодых и начинающих ученых «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта и туризма» (Челябинск, 2010), Межрегиональной научно-практической конференции «Состояние восстановительной медицины и медико-социальной реабилитации на современном этапе» (Челябинск, 2010), XX съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010), Международной научно-практической конференции «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта, туризма и олимпизма: инновации и перспективы развития» (Челябинск, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 работ. В том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 145 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка использованной литературы. Работа иллюстрирована 10 таблицами и 44 рисунками. Библиографический список включает в себя 183 отечественных и 69 зарубежных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании принимали участие 53 испытуемых-добровольца мужского пола в возрасте 18-24 лет. Все они прошли углубленное медицинское обследование и по состоянию здоровья были отнесены к основной медицинской группе.

По условиям эксперимента, все испытуемые были разделены на три группы. Контрольную группу (п=18) составили лица, уровень повседневной двигательной активности которых ограничивался 4 часами занятий в неделю согласно программе по физической культуре для высших учебных заведений. Во вторую группу вошли спортсмены высокой квалификации (лыжники, легкоатлеты-стайеры - 1 разряд, KMC, MC), тренирующиеся преимущественно в аэробном режиме (развивающие качество выносливости) (п=23). В третью группу были включены высококвалифицированные (KMC, MC) спортсмены, тренирующиеся преимущественно в анаэробном режиме (развивающие скоростно-силовые качества) (п=12). Данная группа была представлена борцами греко-римского стиля, самбистами.

Все испытуемые-спортсмены состояли на учете в областном врачебно-физкультурном диспансере и регулярно проходили углубленное медицинское обследование. В ходе эксперимента было проведено антропометрическое и соматоскопическое исследование испытуемых.

Для исследования влияния мышечного напряжения на деятельность различных физиологических систем организма человека широкое применение получило использование дозированных велоэргометрических нагрузок (А.А.Виру, П.К. Кырге, 1983; А.П.Кузнецов,1985; B.JI. Карпман и др., 1988; И.В. Аулик, 1990; С.Б. Тихвинский, C.B. Хрущев, 1991, и др.).

Для дифференцировки и дозирования мышечной нагрузки у всех испытуемых, путем прямого определения максимального потребления кислорода (МПК), была определена максимальная аэробная мощность. В соответствии с полученными показателями для каждого испытуемого был рассчитан объем общей работы на уровне 60% от МПК. Во всех случаях продолжительность нагрузки составляла 30 минут, а частота педалирования -70-75 оборотов в минуту.

В качестве пищевой нагрузки использовали углеводный пробный (тестовый) завтрак: 200 г 10%-й манной каши и 200 мл.сладкого чая и 200 мл 10% сладкого чая (Г.Ф. Коротько, Е.Г. Пылева, 2003).

Определение биохимических показателей производили в лаборатории биохимии Государственного учреждения науки Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия им. акад. Г.А. Илизарова» г. Кургана (заведующий лабораторией - доктор биологических наук, профессор С.Н. Лунева). Забор крови осуществляли из локтевой вены: натощак, на 30 и 90 минутах после приема пробного завтрака. В сыворотке крови у испытуемых, тренирующихся в разных энергетических режимах,

определяли содержание общего белка, альбумина, глюкозы, электролитов кальция, магния, калия, натрия, хлора.

Концентрацию общего белка проводили биуретовым методом, альбуминов - с бромкрезоловым зеленым наборами реагентов фирмы «VITALDIAGNOSTICSSPb», относящихся к серии «VITAL - EUROPE», скомпонованными в соответствии с международными требованиями на фотоэлектроколориметре ФЭК-ЗМ (Россия). Кальций и магний определяли наборами реагентов той же фирмы фотоколориметрическим методом: кальций - с ортокрезолфталеином, магний - с ксилидиновым синим на анализаторе Stat Fax-1904 Plus (США).Калий, натрий, хлориды в сыворотке крови измеряли на анализаторе электролитов Microlyt 3+2 ionanalyzer (Финляндия) ионоселективными электродами.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили при помощи дискриминантного анализа и описательных методов математической статистики (Statistica.6). Рассчитывалась средняя арифметическая вариационного ряда (М) и ошибки (т). Для определения достоверности различий переменных вычислялся уровень значимости различий (t-критерий Стьюдента) с определением достоверности различий (р). Различия считали значимыми при р< 0,05.

Дискриминантный анализ использован для ранжирования испытуемых и подтверждения полученных межгрупповых различий по биохимическим показателям.

Для выявления взаимосвязей между исследованными параметрами в общей группе обследованных проведен линейный корреляционный анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Органические соединения сыворотки крови

Глюкоза. Концентрация глюкозы в сыворотке крови у испытуемых с разной степенью адаптации к мышечным нагрузкам существенно различалась (табл. 1). В условиях физиологического покоя уровень глюкозы в крови натощак у представителей контрольной группы составил 4,79 ± 0,113 ммоль/л и был значительно выше в сравнении со спортсменами, тренирующимися преимущественно в аэробном - 4,05 ± 0,162 ммоль/л (р<0,01), и анаэробном режиме - 3,54 ± 0,117 ммоль/л (р<0,01). После приема пробного углеводного завтрака выявленные различия сохранялись: на 30 минуте - 6,31 ± 0,25 ммоль/л, 4,47 ± 0,304 ммоль/л (р<0,01), 4,66 ± 0,28 ммоль/л (р<0,05) соответственно; на 90 минуте - 5,39 ±0,128 ммоль/л, 4,12 ± 0,163 ммоль/л (р<0,001), 3,74 ± 0,184 ммоль/л (р<0,001), соответственно.

Таблица 1

Концентрация глюкозы в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, ммоль/л.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=18) 4,79±0,113 6,31±0,25# 5,39±0,128

Аэробный режим 4,05±0,162** 4,47±0,304** 4,12±0,163***

(п=23)

Анаэробный 3,54±0,117** 4,66±0,28*# 3,74+0,184***л

режим (п=12)

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=15) 4,68±0,788 5,35+0,56 4,43±0,62&

Аэробный режим 4,33±0,162 4,92+0,276 4,26+0,175

(п=23)

Анаэробный 4,35±0,341 4,47±0,452 3,95±0,266

режим (п=10)

Примечание: * -р<0,05, ** -р<0,01 *** -р<0,001, различия достоверны по отношению к показателям в контрольной группе; #-р<0,05, различия достоверны по отношению к условиям натощак; & -р<0,05, различия достоверны по отношению к показателям в условиях мышечного покоя; л -р<0,05 различия достоверны по отношению к 30 минуте постпрандиалыюго периода.

После выполнения дозированной велоэргометрической нагрузки существенных различий в концентрации глюкозы в сыворотке крови между группами выявлено не было, но обнаруженная тенденция сохранялась.Показатели натощак: 4,68±0,788ммоль/л, 4,33±0,162 ммоль/л, 4,35±0,341 ммоль/л (неспортсмены, спортсмены, тренирующие выносливость, спортсмены, тренирующие скоростно-силовые качества); на 30 минуте: 5,35±0,56ммоль/л, 4,92±0,276 ммоль/л, 4,47±0,452 ммоль/л; на 90 минуте: 4,43±0,62ммоль/л,4,26±0,175 ммоль/л ммоль/л, 3,95± 0,266 ммоль/л, соответственно.

В условиях дозированной мышечной нагрузки концентрация глюкозы у лиц, не адаптированных к мышечным нагрузкам, достоверно снизилась на 90 минуте постпрандиального периода до 4,43 ± 0,62 ммоль/л (р<0,05). Имеются сведения о том, что тренированные спортсмены обладают высокой способностью усвоения глюкозы в момент напряженной мышечной деятельности. Острые изменения в уровне глюкозы крови оказывают существенное влияние на моторную функцию желудка: при гипергликемии

опорожнение желудка замедляется, при гипогликемии - ускоряется (А.П. Кузнецов, A.B. Речкалов, В.И. Кожевников, 2004).

При исследовании внутригрупповых изменений было обнаружено, что концентрация глюкозы в сыворотке крови достоверно увеличивалась на 30 минуте после приема углеводного завтрака у представителей контрольной группы и у спортсменов, тренирующихся в анаэробном режиме.

Концентрация глюкозы в сыворотке крови оказалась взаимосвязана с концентрацией магния (натощак - г=0,786, р<0,01; на 30-й минуте - г=0,483, р<0,01; на 90-й минуте - г=0,596, р<0,01), калия (натощак -г=-0,590, р<0,01; на 30-й минуте - г=-0,446, р<0,01; на 90-й минуте - г=-0,516, р<0,01), натрия (натощак - г=-0,355, р<0,05; на 30-й минуте - г=-0,361, р<0,05; на 90-й минуте - г=-0,422, р<0,01), что объясняется участием натрия в активном транспорте глюкозы и галактозы (Ю.В. Наточин, 2000). Выявлена отрицательная корреляционная взаимосвязь глюкозы и хлора (натощак - г=-0,574, р<0,01; на 30-й минуте - г=-0,358, р<0,05; на 90-й минуте - г=-0,560, р<0,01).

Альбумин. У лиц, неадаптированных к мышечным нагрузкам, прием пробного углеводного завтрака на фоне дозированной велоэргометрической нагрузки не оказывал влияния на концентрацию альбуминов в сыворотке крови (табл. 2).

Таблица2

Концентрация альбумина в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, г/л.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=15) 48,46±1,118 49,58±0,701 49,62±0,614

Аэробный режим 49,7±1,143 49,94±1,163 51,2±1,256

(п=23)

Анаэробный 51,91±2,49 47,6± 1,182 51,76±2,401

режим (п=10)

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=14) 50,01±1,28 49,6± 1,71 49,44±1,2

Аэробный режим 49,17±1,728 48,51±1,303 48,67±1,489

(п=23)

Анаэробный 49,98±2,196 51,43±1,629 53,4±2,004

режим (п=10)

В этих же условиях у спортсменов, тренирующихся в аэробном режиме энергообеспечения, выявлена тенденция к снижению концентрации альбуминов в сыворотке крови, а у атлетов, тренирующихся в анаэробной зоне энергообеспечения, наоборот, тенденция к увеличению уровня альбумина.

Общий белок. В условиях физиологического покоя существенных различий между показателями у представителей анализируемых групп не было выявлено, однако, отмечалась тенденция к увеличению концентрации общего белка натощак в направлении контроль-аэробный режим-анаэробный режим (77,2± 1,42 г/л, 79,7±2,26 г/л, 80,2±2,25 г/л); на 30 минуте после приема пищи- 81,7+2,86 г/л, 82,3+2,11 г/л, 80,8±2,39 г/л; на 90 минуте - 79,8±2,01 г/л, 79,4±2,22 г/л, 79,9±2,7 г/л, соответственно) (табл. 3).

Таблица 3

Концентрация общего белка в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, г/л.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=14) 77,2+1,42 81,7+2,86 79,8+2,01

Аэробный режим (п=23) 79,7±2,26 82,3+2,11 79,4+2,22

Анаэробный режим (п=10) 80,2±2,25 80,8+2,39 79,9+2,7

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=13) 76,2+2,75 74,9+1,55 72,9 +2,97

Аэробный режим (п=23) 81,6+2,56 83,4 +2,58* 79,1+3,36

Анаэробный режим (п=10) 90+4,72* 87,8+2,55** 80,5+2,69

Примечание: * -р<0,05, ** -р<0,01, различия достоверны по отношению к показателям в контрольной группе.

В условиях дозированной мышечной нагрузки натощак концентрация общего белка у спортсменов, тренирующихся в анаэробном режиме, была выше, чем у представителей контрольной группы, соответственно 90 ± 4,72 г/л и 76,2± 2,75 (р<0,05).

Соотношение белок/глюкоза. В условиях физиологического покоя соотношение белок/глюкоза в крови натощак у представителей контрольной группы составило 16,1+0,68 и было значительно ниже в сравнении со спортсменами, тренирующимися преимущественно в аэробном - 20,7±1,39 (р<0,05), и анаэробном режиме - 22,7±1,6 (р<0,01) (табл. 4). После приема пробного углеводного завтрака выявленные различия сохранялись: на 30 минуте - 12,9±1,24, 20,7±1,75 (р<0,05), 17,4+1,52 (р<0,05) соответственно; на 90 минуте - 14,8±0,87, 20,2+1,13 (р<0,001), 21,4±1,08 (р<0,001), соответственно.

В условиях дозированной мышечной нагрузки натощак соотношение белок/глюкоза у спортсменов, тренирующихся в аэробном режиме, было выше, чем у представителей контрольной группы, соответственно 19,6±1,12 и 16,3±1,1 (р<0,05). После выполнения дозированной мышечной нагрузки на 30 минуте постпрандиального периода у спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, соотношение белок/глюкоза было достоверно выше (21,9±2,69), чем у представителей контрольной группы - 14+1,92 (р<0,05); на 90 минуте - 21,3±1,58 и 16,4±0,74 (р<0,05), соответственно.

Таблица4

Соотношение белок/глюкоза в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, усл. ед.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=14) 16,1±0,68 12,9±1,24 14,8±0,87

Аэробный режим (п=23) 20,7±1,39* 20,7± 1,75* 20,2±1,13***

Анаэробный режим (п=12) 22,7±1,6** 17,4±1,52* 21,4±1,08***

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=13) 16,3±1,1 14±1,92 16,4±0,74

Аэробный режим (п=23) 19,6±1,12* 18,9+1,84 19,2±1,5

Анаэробный режим (п=10) 22,9±1,98 21,9+1,69* 21,3+1,58*

Примечание: * -р<0,05, ** -р<0,01, *** -р<0,001, различия достоверны по отношению к показателям в контрольной группе.

Неорганические соединения сыворотки крови

Кальций. Содержание кальция в условиях физиологического покоя на 30-й минуте после приема углеводного завтрака у спортсменов, развивающих качество выносливости, была достоверно ниже, чем у атлетов, тренирующихся со скоростно-силовой направленностью (табл. 5). Такая же тенденция сохранялась и по отношению к испытуемым контрольной группы.

Прием пробного углеводного завтрака вызывал достоверное увеличение концентрации кальция в крови у спортсменов, тренирующихся в анаэробной зоне энергообеспечения до 2,84 ± ОД43 ммоль/л ( натощак - 2,33 ± 0,095 ммоль/л, р<0,05). К 90 минуте постпрандиального периода уровень кальция значительно снизился по отношению к 30 минуте и составил - 2,23 ± 0,105 ммоль/л (р<0,01).

Таблица 5

Концентрация кальция в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, ммоль/л.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=18) 2,48±0,09 2,53±0,86 2,44±0,894

Аэробный режим (п=23) 2,29±0,07 2,43±0,081 2,31±0,061

Анаэробный режим (п=10) 2,33±0,095 2,84±0,143А# 2,23±0,105АЛ

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=16) 2,34±0,18 2,31±0,06& 2,41±0,08

Аэробный режим (п=23) 2,28±0,055 2,33±0,078 2,39±0,064

Анаэробный режим (п=10) 2,34±0,113 2,63±0,136 2,46±0,167

Примечание: л -р<0,05, различия достоверны по отношению к показателям в группе спортсменов, тренирующих качество выносливости; #-р<0,05, различия достоверны по отношению к условиям натощак; & -р<0,05, различия достоверны по отношению к показателям в условиях мышечного покоя; АД- р<0,01, различия достоверны по отношению к 30 минуте постпрандиального периода.

После дозированной физической нагрузки достоверные изменения концентрации кальция наблюдались в контрольной группе по отношению к условиям физического покоя: на 30 минуте постпрандиального периода - 2,53 ± 0,86 ммоль/л и 2,31 ± 0,06 ммоль/л (р<0,05).

Концентрация кальция на 30 минуте после приема пищи коррелировала с концентрацией магния (г=-0,440, р<0,01) и хлора (г=0,517, р<0,01).

Магний. Концентрация магния натощак у спортсменов, тренирующихся в аэробной и анаэробной зоне энергообеспечения, была значительно ниже, чем у лиц, не занимающихся спортом, соответственно -0,62 ± 0,07 ммоль/л (р<0,01), 0,4± 0,078 ммоль/л (р<0,001) и 0,89 ± 0,061 ммоль/л (табл. 6). После приема пробного углеводного завтрака выявленные различия сохранились: на 30 минуте, соответственно 0,64 ± 0,062 ммоль/л (р<0,01), 0,43 ± 0,07 ммоль/л и 0,86 ± 0,014 ммоль/л (р<0,001); на 90 минуте -0,67 ± 0,061 ммоль/л (р<0,01), 0,43 ± 0,08 ммоль/л (р<0,001) и 0,9 ± 0,063 ммоль/л.

Таблица 6

Концентрация магния в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, ммоль/л.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=18) 0,89±0,061 0,86±0,014 0,9±0,063

Аэробный режим (п=23) 0,62±0,07** 0,64±0,062** 0,67±0,061**

Анаэробный режим (п=10) 0,4±0,078*** 0,43±0,07***л 0,43±0,08***л

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=16) 0,84±0,09 0,82±0,08 0,86±0,06

Аэробный режим (п=23) 0,63±0,065** 0,66±0,059* 0,65±0,062**

Анаэробный режим (п=10) 0,41±0,046***Л 0,42±0,046***лл 0,46±0,052***л

Примечание: * -р<0,05, ** -р<0,01 *** -р<0,001, различия достоверны по отношению к показателям в контрольной группе; л -р<0,05, лл-р<0,01, различия достоверны по отношению к показателям в группе спортсменов, тренирующих качество выносливости.

После выполнения дозированной велоэргометрической нагрузки натощак у спортсменов, тренирующихся преимущественно в аэробном и анаэробном режиме, концентрация магния в сыворотке крови была достоверно ниже, чем у нетренированных лиц: натощак - 0,63 ± 0,065 ммоль/л (р<0,01), 0,41 ± 0,046 ммоль/л (р<0,001) и 0,84 ± 0,09 ммоль/л, соответственно; на 30 минуте - 0,66 ± 0,059 ммоль/л (р<0,05), 0,42 ± 0,046 ммоль/л (р<0,001) и 0,82 ± 0,08 ммоль/л; на 90 минуте - 0,65 ± 0,062 ммоль/л (р<0,01), 0,46 ± 0,052 ммоль/л (р<0,001) и 0,86 ± 0,06 ммоль/л, соответственно.

Анализ корреляционных взаимоотношений показал, что концентрация магния была связана обратной зависимостью с концентрацией калия (натощак -г=-0,795, р<0,01; на 30-й минуте - г=-0,805, р<0,01; на 90-й минуте - г=-0,762, р<0,01), натрия (натощак -г=-0,369, р<0,05; на 30-й минуте - г=-0,307, р<0,05; на 90-й минуте - г=-0,370, р<0,05), и хлора (натощак -г=-0,680, р<0,01; на 30-й минуте - г=-0,688, р<0,01; на 90-й минуте - г=-0,697, р<0,01).

Калий. В условиях физиологического покоя натощак концентрация ионов калия у представителей контрольной группы была существенно ниже,

чем у спортсменов, тренирующихся в анаэробной зоне энергообеспечения, и составила соответственно 4,56 ± 0,89 ммоль/л и 5,65 ± 0,25 ммоль/л (р<0,01); на 30 минуте постправдиалыюго периода 4,58 ± 0,327 ммоль/л и 5,33 ± 0,17 ммоль/л (р<0,01); на 90 минуте - 4,49 ± 0,062 ммоль/л и 5,46 ± 0,204 ммоль/л (р<0,01) (табл. 7).

Таблица 7

Концентрация калия в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, ммоль/л.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=18) 4,56±0,89 4,58±0,327 4,49±0,062

Аэробный режим (п=23) 5,1±0,222 4,97±0,181 4,82±0,174

Анаэробный режим (п=10) 5,65±0,25** 5,33±0,17** 5,46±0,204**л

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=15) 4,3±0,8 4,47±0,42 4,64±0,87

Аэробный режим (п=23) 5,02±0,171* 5,01±0,172* 5,05±0,182

Анаэробный режим (п=10) 5,99±0,312**л 5,31±0,318* 5,17±0,228

Примечание: * -р<0,05, ** -р<0,01, различия достоверны по отношению к показателям в контрольной группе; л -р<0,05, различия достоверны по отношению к показателям в группе спортсменов, тренирующих качество выносливости.

Так же были выявлены достоверные различия в концентрации калия у лиц, адаптированных к мышечным нагрузкам на 90 минуте постпрандиального периода (у спортсменов, развивающих качество выносливости - 4,82 ± 0,174 ммоль/л, р<0,05).

При действии дозированной мышечной нагрузки выявленные различия сохранялись: натощак - у лиц, не занимающихся спортом 4,3 ± 0,8 ммоль/л, у спортсменов, тренирующихся преимущественно в аэробном режиме - 5,02 ± 0,171 ммоль/л (р<0,05), в анаэробном - 5,99 ± 0,312 ммоль/л (р<0,01). Концентрация калия сыворотки крови после мышечной нагрузки и последующего приема пищи составила на 30 минуте постпрандиального периода соответственно 4,47 ± 0,42 ммоль/л, 5,01 ±0,172 ммоль/л, (р<0,05) и 5,31 ±0,318 ммоль/л (р<0,05).

Выявлена прямая зависимость концентрации калия с концентрацией хлора (натощак -г=0,771, р<0,01; на 30-й минуте - г=0,689, р<0,01; на 90-й минуте - г=0,526, р<0,01).

Натрий. В условиях физиологического покоя натощак концентрация натрия в сыворотке крови у лиц, не занимающихся спортом, составила -141,9 ± 1,54 ммоль/л и была существенно ниже, чем у спортсменов, развивающих выносливость и скоростно-силовые качества - 158,5 ± 3,77 ммоль/л, (р<0,01), и 151,3 ± 2,57 ммоль/л (р<0,05) соответственно (табл. 8).'

Таблица 8

Концентрация натрия в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, ммоль/л.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=18) 141,9±1,54 148±2,05 143,6±1,95

Аэробный режим 158,5±3,77** 156,8±4,56 152,5±3,59

(п=23)

Анаэробный 151,3±2,57* 156,9±3,32 158,8±3,8**

режим (п=10)

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п—16) 142,8±1,86 144,3±1,63 143,2±1,52

Аэробный режим 163,2±4,49** 155,6±4,36* 157,3±4,07**

(п=23)

Анаэробный 164,2±4,19**& 160,2±3,23** 162,2±3,42**

режим (п=10)

Примечание: * -р<0,05, ** -р<0,01, различия достоверны по отношению к показателям в контрольной группе; & -р<0,05, различия достоверны по отношению к показателям в условиях мышечного покоя.

На 90 минуте после приема пробного углеводного завтрака у представителей контрольной группы концентрация натрия в сыворотке крови была достоверно ниже, чем у спортсменов, тренирующихся на выносливость и спортсменов, тренирующих скоростно-силовые качества (143,6 ± 1,95ммоль/л, 152,5 ± 3,59 ммоль/л и 158,8 ± 3,8 ммоль/л и (р<0,01), соответственно).

После выполнения дозированной велоэргометрической нагрузки концентрация ионов натрия у лиц, адаптированных к физическим нагрузкам, была больше, чем у представителей контрольной группы и составила: натощак - 163,2 ± 4,49 ммоль/л (р<0,01) у спортсменов, тренирующих выносливость, 164,2 ±4,19 ммоль/л (р<0,01) у спортсменов, развивающих

скоростно-силовые качества, и 142,8 ± 1,86 ммоль/л у лиц, не адаптированных к воздействию мышечных нагрузок.На 30 минуте постпрандиального периода - 155,6 ± 4,36 ммоль/л (р<0,05), 160,2 ± 3,23 ммоль/л (р<0,01) и 144,3 ± 1,63 ммоль/л, соответственно. На 90 минуте -157,3 ± 4,07 ммоль/л (р<0,01), 162,2 ± 3,42 ммоль/л (р<0,01) и 143,2 ± 1,52 ммоль/л, соответствснно.После выполнения велоэргометрической нагрузки концентрация натрия у спортсменов, тренирующих скоростно-силовые качества натощак достоверно увеличилась (р<0,05).

Хлор. В условиях физиологического покоя натощак концентрация ионов хлора у представителей контрольной группы была меньше, чем у спортсменов, тренирующихся на выносливость и у спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, и составила соответственно 105,9 ± 0,56 ммоль/л, 115,4 ± 3,05 ммоль/л (р<0,05), 116 ± 3,45 ммоль/л (р<0,05); на 30 минуте постпрандиального периода - 109,5 ± 2,87 ммоль/л, 113,9 ± 2,43 ммоль/л, 122 ± 2,96 ммоль/л (р<0,05); на 90 минуте - 107 ± 1,69ммоль/л, 111,6±2,2 ммоль/л (р<0,05) и 121,5±3,62 ммоль/л (р<0,01) (табл. 9).

Таблица 9

Концентрация хлора в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, ммоль/л.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=18) 105,9±0,56 109,5+2,87 107±1,69

Аэробный режим (п=23) 115,4+3,05* 113,9+2,41 111,6±2,2

Анаэробный режим (п=10) 116±3,45* 122±2,96* 121,5+3,62**Л

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=16) 109,7+1,83 107,8+1,18 106,8±0,96

Аэробный режим (п=23) 116,7+3,211 113,5+2,491 111±2,13

Анаэробный режим (п=10) 124,5±3,2** 119,9±2,58** 117,9±3,66*

Примечание: * -р<0,05, ** -р<0,01, различия достоверны по отношению к показателям в контрольной группе; л -р<0,05, различия достоверны по отношению к показателям в группе спортсменов, тренирующих качество выносливости.

Прием углеводного завтрака у лиц, не занимающихся спортом, и у спортсменов, тренирующихся преимущественно в анаэробной зоне

17

энергообеспечения, сопровождался тенденцией к увеличению концентрации хлоридов сыворотки крови на 30 минуте, на 90 минуте наблюдалась тенденция к снижению. После приема тестового завтрака концентрация хлоридов сыворотки крови у спортсменов, тренирующихся преимущественно в аэробной зоне энергообеспечения, имела тенденцию к снижению.

При действии дозированной мышечной нагрузки концентрация хлора у спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, также была существенно выше, чем у неспортсменов и составила соответственно: натощак - 124,5 ± 3,2 ммоль/л и 109,7 ± 1,83ммоль/л (р<0,01); на 30 минуте у атлетов, тренирующихся в анаэробной зоне энергообеспечения - 119,9 ± 2,58 ммоль/л и 107,8 ± 1,18 ммоль/л у лиц, не занимающихся спортом (р<0,01) соответственно; на 90 минуте - 117,9 ± 3,66 ммоль/л и 106,8 ± 1,96ммоль/л (р<0,05).

Соотношение натрий/калий. В условиях физиологического покоя коэффициент соотношения натрий/калий в крови натощак у спортсменов, тренирующихся преимущественно в анаэробном режиме составил 27,2+1,15 и был значительно ниже в сравнении со спортсменами, тренирующимися преимущественно в аэробном - 31,9+1,06 (р<0,05) и представителями контрольной группы - 31,1±0,2 (р<0,05) (табл. 10).

Таблица 10

Соотношение натрий/калий в сыворотке крови у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, при приеме пробного углеводного завтрака в покое и после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки, усл. ед.

Пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=18) 31,1±0,2 32,310,69 32+0,76

Аэробный режим 31,9±1,06 32,411,48 32,110,93

(п=23)

Анаэробный 27,2±1,15*Л 29,6+0,82* 29,411,03

режим (п=10)

Мышечная и пищевая нагрузка

Группа Натощак 30 мин 90 мин

Контроль (п=16) 33,2±0,3 32,310,81 30,910,92

Аэробный режим 32,9±0,82 31,711,25 31,610,88

(п=23)

Анаэробный 28+1,48*л 30,811,34 31,811,33

режим (п=10)

Примечание: * -р<0,05, различия достоверны по отношению к показателям в контрольной группе; л -р<0,05, различия достоверны по отношению к показателям в группе спортсменов, тренирующих качество выносливости.

После приема пробного углеводного завтрака достоверные различия сохранялись на 30 минуте - 29,6±0,82 у спортсменов, тренирующихся со скоростно-силовым уклоном и 32,3±0,69 (р<0,05) у представителей контрольной группы, соответственно. В условиях дозированной мышечной нагрузки натощак коэффициент соотношения натрий/калий у спортсменов, тренирующихся в анаэробном режиме, было ниже (28±1,48), чем у представителей контрольной группы (33,2±0,3, р<0,05) и спортсменов, тренирующих качество выносливости (32,9+0,82, р<0,05).

ВЫВОДЫ

1. Долговременная адаптация спортсменов к аэробным и анаэробным нагрузкам сопровождается разнонаправленными изменениями показателей сыворотки крови (концентрации глюкозы, общего белка, магния, натрия, кальция, калия, хлора).

Адаптация к аэробным нагрузкам сопровождалась повышением концентрации натрия, хлора натощак в условиях физиологического покоя, а также натрия и калия при комбинированном применении пищевой и мышечной нагрузки. У спортсменов, тренирующихся в анаэробном режиме, выявлены достоверно более высокие показатели концентрации натрия, калия, хлора в сыворотке крови при совместном применении мышечной и пищевой нагрузок по сравнению с лицами, не занимающимися спортом.

2. Характер изменений показателей сыворотки крови в ответ на изолированное применение мышечной нагрузки и пробного углеводного завтрака предопределяется направленностью тренировочного процесса. В отличие от атлетов, тренирующихся в аэробном режиме, у спортсменов, адаптированных к анаэробным нагрузкам, выявлены значимые изменения концентрации хлора, натрия, калия в сыворотке крови.

3. Адаптация к нагрузкам анаэробного и аэробного характера характеризуется достоверным повышением концентрации общего белка у спортсменов в условиях комбинированного воздействия мышечной и пищевой нагрузки, а также снижением уровня глюкозы по отношению к неспортсменам натощак и после приема пробного углеводного завтрака в условиях относительного покоя.

4. На концентрацию магния в сыворотке крови у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах, оказывает существенное влияние характер физических нагрузок. В сравнении с лицами, неадаптированными к физическим нагрузкам, у спортсменов, тренирующихся в анаэробном режиме энергообеспечения, натощак и после приема пробного углеводного завтрака концентрация магния в сыворотке крови была ниже в 1,9-2,1 раза (р<0,001), а у атлетов, тренирующихся преимущественно в аэробном режиме, в 1,3-1,4 раза (р<0,01), как в условиях физиологического покоя, так и на фоне выполнения 30-минутной

велоэргометрической нагрузки, что требует своевременной их коррекции для предупреждения состояний перенапряжения и перетренировки у спортсменов.

5. Выявленные особенности адаптационных перестроек макроэлементного гомеостаза у спортсменов при выполнении нагрузок аэробного и анаэробного характера позволяют использовать полученные характеристики показателей органических и неорганических веществ сыворотки крови в коррекции учебно-тренировочного процесса, а также оценке эффективности восстановительных мероприятий.

Список публикаций по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ

1. Речкалов A.B. Уровень гормонов сыворотки крови при совместном применении мышечной и пищевой нагрузок / A.B. Речкалов, О.В. Балберова,

Н.Е. Горшкова//Уральский медицинский журнал. - 20083(43) - С 116120.

2. Горшкова Н.Е. Влияние мышечной и пищевой нагрузки на показатели углеводногоилипидного обмена у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, O.JI. Пшеничникова, K.M. Муравьев, А.Н. Накоскин // Вестник МАНЭБ -2009.-Т.14,№2.-С. 45-51.

3. Речкалов А.В.Эвакуация желудочного содержимого и уровень половых гормонов в сыворотке крови у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах / A.B. Речкалов, Н.Е. Горшкова, O.JI. Пшеничникова, K.M. Муравьев, В.Л. Рахманский // Вестник МАНЭБ -2009.-Т. 14,№2.-С. 93-99.

4. Rechkalov A.V. Blood Biochemical Parameters in Athletes after Combined Muscular Exercis and Food Loarding / A.V. Rechkalov, N.E. Gorshkova // Human Physiology. - 2011. - Vol. 37, № 4. - P. 449.454.

Публикации в научных журналах, сборниках, материалах конференций

5. Горшкова Н.Е. Динамика биохимических показателей в сыворотке крови спортсменов при физической нагрузке после приема углеводного завтрака / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, C.B. Кузнецов, И.С. Сорокин // Материалы ХШроссийской гастроэнтерологической недели СИМПОЗИУМ РОЭПС,- 2007. - T.XVII,№ 5. - С. 127.

6. Речкалов A.B. Моторная функция пищеварительного тракта и энергообеспечение мышечной деятельности / A.B. Речкалов, О.Л. Пшеничникова, О.В. Балберова, Н.Е. Горшкова // Материалы XIII российской гастроэнтерологической недели СИМПОЗИУМ РОЭПС - 2007 -T.XVII, № 5. - С. 130.

7. Речкалов A.B. Влияние уровня и характера двигательной активности на концентрацию гормонов в сыворотке крови / A.B. Речкалов, O.J1. Пшеничникова, О.В. Балбсрова, Н.Е. Горшкова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Физическая культура, здравоохранение в свете идей выдающегося врача и педагога

B.C. Пирусского». - Томск, 2007. - С. 83-88.

8. Речкалов A.B. Влияние совместного применения мышечной нагрузки и пищевого завтрака на уровень цитоплазматических ферментов в сыворотке крови / A.B. Речкалов, O.JI. Пшеничникова, Н.Е. Горшкова// Материалы международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды», 811 октября 2008 г.: в 2 т.- Челябинск: Изд-во Челябинского гос. пед. ун-та, 2008.-Т. 2.-С. 97-102.

9. Речкалов A.B. Гормональная регуляция моторной функции желудочно-кишечного тракта при мышечном напряжении / A.B. Речкалов, О.Л. Пшеничникова, О.В. Балберова, Н.Е. Горшкова // Материалы XIVPoccuficKoíi гастроэнтерологической недели. - М. - 2008. - T. XIII, №5. -

C. 149.

10. Речкалов A.B. Исследование уровня циклических нуклеотидов в сыворотке крови у спортсменов / A.B. Речкалов, О.Л. Пшеничникова, О.В. Балберова, Н.Е. Горшкова, C.B. Кузнецов // Вестник КГУ. Серия «Физиология, психология и медицина». - Курган: изд-во курганского гос. унта, 2008. -Вып. 3. - №1(11). - С. 16-18.

11. Горшкова Н.Е. Содержание альбуминов в сыворотке крови при совместном применении физической нагрузки и пробного углеводного завтрака / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов // Материалы XV Российской гастроэнтерологической недели.- 2009. - T. XIX,№ 5. - С. 134.

12. Речкалов A.B. Содержание общего белка в сыворотке крови у спортсменов при приеме пробного завтрака / A.B. Речкалов, Н.Е. Горшкова // Состояние окружающей среды и здоровье населения: Материалы II Всероссийской научно-практической конференции (16-17 апреля 2009 г.). -Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2009. - С. 67-68.

13. Горшкова Н.Е. Биохимические показатели сыворотки крови у лиц с разным уровнем и спецификой двигательной активности при совместном применении мышечной и пищевой нагрузок / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, A.B. Каргапольцев// Актуальные вопросы физиологии, психофизиологии и психологии. - Уфа. - 2009. - С. 17-20.

14. Речкалов A.B. Содержание минеральных солей в сыворотке крови у спортсменов при приеме пробного завтрака / A.B. Речкалов, Н.Е. Горшкова, А.Н. Накоскин // Современные проблемы гастроэнтерологии: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Я.Д. Витебского (29-30 июня 2009 г.). - Курган: Изд-во «ДАММИ», 2009. - С. 30-31.

15. Горшкова Н.Е. Некоторые показатели углеводного и водно-солевого обмена у спортсменов при совместном применение мышечной и пищевой нагрузок / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, O.JI. Пшеничникова // Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. - С. 155-157.

16. Речкалов A.B. Адаптационные изменения деятельности пищеварительного тракта при занятиях спортом / A.B. Речкалов, O.JI. Пшеничникова, Н.Е. Горшкова, K.M. Муравьев, B.JI. Рахманский // Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. - С. 244-246.

17. Горшкова Н.Е. Концентрация натрия в крови у лиц с разной степенью адаптации к мышечному напряжению при совместном применении физической и пищевой нагрузки / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей курганского государственного университета, - Вып. XII. - Курган: Изд-во Курганского гос. Ун-та, 2010. -С. 6-8.

18. Горшкова Н.Е. Уровень глюкозы в крови у лиц с разной степенью адаптации к мышечному напряжению при совместном применении физической и пищевой нагрузки / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, A.B. Каргапольцев // Сборник трудов межрегиональной научно-практической конференции «Состояние восстановительной медицины и медико-социальной реабилитации на современном этапе». - Челябинск: ЧГМА, 2010. -С. 149-152.

19. Горшкова Н.Е. Содержание кальция в сыворотке крови при совместном применении физической нагрузки и пробного углеводного завтрака / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, A.B. Каргапольцев // Материалы XVI Российской гастроэнтерологической недели (11-13 октября 2010 г.).- М,-2010.-Т. XX, № 5. - С. 134.

20. Речкалов, A.B. Использование клинических лабораторных методов в оценке состояния здоровья спортсменов / A.B. Речкалов, Н.Е. Горшкова, В.И. Бочкарев, O.JI. Пшеничникова // Здравоохранение Зауралья. - Курган: Изд-во «ДАММИ», 2010. - №1. - С.18-20.

21. Горшкова Н.Е. Уровень калия и натрия в сыворотке крови у спортсменов при совместном применении мышечной и пищевой нагрузки / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, В.О. Медведев // Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды: материалы III Международной научно-практической конференции. - Челябинск: Изд-во Челябинского государственного пед. ун-та.- 2010. - С. 226-229.

22. Горшкова Н.Е. Исследование содержания калия и хлора в сыворотке крови у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, A.B. Каргапольцев // Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры,

спорта и туризма: материалы всероссийской научно-практической конференции молодых и начинающих ученых. - Челябинск. - 2010 - С 191193.

23. Речкалов A.B. Уровень кальция и калия в сыворотке крови при адаптации к мышечным нагрузкам / A.B. Речкалов, Н.Е. Горшкова // Физиологические механизмы адаптации человека: Материалы международной научно-практической конференции. - Тюмень: «Лаконика» -2010. - С.133-136.

24. Горшкова Н.Е. Концентрация магния в крови у спортсменов при совместном применении физической и пищевой нагрузки / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей курганского государственного университета, - Вып. XIII. -Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2011. - С.7-8.

25. Горшкова Н.Е. Влияние спортивной тренировки на концентрацию натрия и калия в сыворотке крови / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, O.JI. Пшеничникова // Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта, туризма и олимпизма: инновации и перспективы развития: материалы Международной научно-практической конференции. - Челябинск. -2011. - Т. 2. - С. 47-50.

26. Горшкова Н.Е. Содержание калия в сыворотке крови при совместном применении физической нагрузки и пробного углеводного завтрака / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов // Материалы XVII Российской гастроэнтерологической недели (10-12 октября 2011 г.).- М. - 2011 -Т XXI №5.-С. 178.

27. Горшкова Н.Е. Влияние мышечной и пищевой нагрузки на некоторые показатели электролитного баланса у спортсменов / Н.Е. Горшкова, A.B. Речкалов, A.B. Каргапольцев // Вестник МАНЭБ. -Санкт-Петербург, 2011. - Т.16, № 3. - С. 118-123.

Горшкова Наталья Евгеньевна

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано к печати 02.03.2012 Формат 60 х 84 1/16 Бумага тип. №1 Заказ № 46 Усл. печ. л. 1,5 Уч. - изд. л. 1,5 Печать трафаретная_ Тираж 100_Бесплатно

Редакционно-издательский центр КГУ 640669, г. Курган, ул. Гоголя, 25 Курганский государственный университет

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Горшкова, Наталья Евгеньевна, Курган

61 12-3/1081

КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Горшкова Наталья Евгеньевна

ВЛИЯНИЕ МЫШЕЧНОЙ И ПИЩЕВОЙ НАГРУЗОК НА ПОКАЗАТЕЛИ СЫВОРОТКИ КРОВИ СПОРТСМЕНОВ, ТРЕНИРУЮЩИХСЯ В РАЗНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ

03.03.01 - физиология

диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор A.B. Речкалов

Курган-2012

Оглавление

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1О

1.1. Влияние мышечного напряжения на показатели органических веществ сыворотки крови 10

1.2. Влияние мышечного напряжения на показатели неорганических веществ сыворотки крови 29

1.3. Регуляция биохимического состава сыворотки крови 3 7 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 44

2.1. Характеристика испытуемых 44

2.2. Методы исследования биохимических показателей сыворотки крови 46

2.3. Математическая обработка полученных данных 47 ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 49

3.1. Органические соединения сыворотки крови у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах, при применении мышечной нагрузки и последующего приема углеводного завтрака 49

3.2. Неорганические соединения сыворотки крови у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах, при применении мышечной нагрузки и последующего приема углеводного завтрака 69 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102 ВЫВОДЫ 114 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 116

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Ht - гематокрит

А/Г - отношение альбуминов к глобулинам

А/Фг - отношение альбуминов к фибриногену

АДГ - антидиуретический гормон

АМФ (AMP) - аденозинмонофосфат

АТФ (АТР) - аденозинтрифосфат

ДАД - диастолическое артериальное давление

ЖКТ - желудочно-кишечный тракт

ИБС - ишемическая болезнь сердца

КФК - фотометр фотоэлектрический

КЩР - кислотно-щелочное равновесие

МДА - малоновый диальдегид

МПК- максимальное потребление кислорода

НЭЖК - неэстерифицированные жирные кислоты

ОЦК - объем циркулирующей крови

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ПТГ - паратгормон

Са - кальций

САД - систолическое артериальное давление

СГВ - синдром гипервязкости

ТКТ - тиреокальцитонин

ФЭК - фотоэлектроколориметр

цАМФ (сАМР) - циклический аденозинмонофосфат

ЦНС - центральная нервная система

ЧСС - частота сердечных сокращений

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Важнейшим фактором, обеспечивающим приспособление организма человека к меняющимся условиям внешней среды, является мышечная деятельность. Систематические мышечные нагрузки расширяют адаптационные возможности человека. Приспособление организма к напряженной мышечной деятельности сопровождается глубокой биохимической перестройкой в клетках скелетных мышц, сердца, нервной системы и других внутренних органов [1, 2, 3, 14, 50, 119, 146, 147].

Медико-биологический контроль позволяет выявлять реакции организма на физические нагрузки, оценивать уровень тренированности, адекватности применения фармакологических и других восстановительных средств, роли энергетических метаболических систем в мышечной деятельности, воздействия климатических факторов и др. В связи с этим в практике спорта используется биохимические критерии оценки адаптации спортсменов на различных этапах подготовки спортсменов [93, 100, 101, 119].

Гомеостатические механизмы могут компенсировать последствия далеко не всех мышечных напряжений. В ряде случаев они могут оказаться несостоятельными. Применительно к спорту высших достижений тренирующий эффект оказывают только те нагрузки, которые меняют постоянство внутренней среды организма [51]. Регулярное воздействие подобного рода раздражителей оказывает выраженное влияние на свойства этой среды не только в состоянии физиологического покоя, но и непосредственно во время мышечной деятельности, что может стать причиной становления новых, более широких границ гомеостаза [46-49, 70, 165].

В настоящее время очевидны негативные последствия неадекватных физических нагрузок и растущая необходимость в их ликвидации и

профилактики. Поэтому профилактические и реабилитационные мероприятия входят в комплекс подготовки спортсменов. Несомненно, что методы профилактики и нормализации функционального состояния спортсменов после больших физических нагрузок требуют дальнейшего изучения и совершенствования [41, 153].

Биохимические методы исследования, применяемые в динамике, позволяют изучать направленность обменных процессов путем определения специфических промежуточных продуктов обмена в крови, моче и других средах и вносить коррективы в тренировочный процесс [41, 80, 119].

Для исследования функций различных органов и систем, а так же изменения концентраций в сыворотке крови продуктов всасывания в настоящее время используются пробы с пищевыми нагрузками (по Ригелю, Коротько и др.) [62]. Применение пищевых нагрузок позволяет изучить особенности разных видов обмена (белковый, углеводный, минеральный) и контролировать их при выполнении тренировочных и соревновательных нагрузок.

Для исследования функционального состояния, резервных возможностей и устойчивости различных органов и систем организма к действию мышечного напряжения широко применяются дозированные физические нагрузки [65, 68].

Таким образом, недостаточная изученность влияния физической нагрузки и последующего приема пищи на биохимические показатели сыворотки крови спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах, определила выбор темы и замысел данного диссертационного исследования.

Цель исследования заключалась в оценке показателей сыворотки крови у спортсменов в процессе долговременной адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам при использовании тестовых нагрузок.

В процессе исследования необходимо было решить следующие задачи:

1. Определить концентрацию глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора сыворотки крови у спортсменов в процессе адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам.

2. Оценить влияние пробного углеводного завтрака на уровень глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора в сыворотке крови у спортсменов, тренирующихся в аэробном и анаэробном энергетическом режиме.

3. Выявить особенности влияния дозированной физической нагрузки и последующего приема пробного углеводного завтрака на концентрацию глюкозы, общего белка, альбумина, магния, кальция, калия, натрия, хлора в сыворотке крови у спортсменов в процессе долговременной адаптации к аэробным и анаэробным нагрузкам.

Научная новизна. Установлены особенности долговременной адаптации спортсменов к нагрузкам различной направленности на уровне показателей сыворотки крови: аэробные нагрузки сопровождаются достоверным снижением глюкозы, магния и существенным повышением натрия, коэффициента белок/глюкоза, которые обеспечивают реакции экономизирующего типа и определяют тонус кровеносных сосудов в процессе выполнения мышечной деятельности.

Адаптация к анаэробным нагрузкам сопровождается достоверным снижением концентрации глюкозы, магния, коэффициента натрий/калий в сочетании с достоверным повышением концентрации общего белка, кальция, калия, натрия, хлора, коэффициента белок/глюкоза сыворотки крови. Увеличение плазменного белка обеспечивает возросшие потребности организма в энергоносителях в условиях адаптации к гипоксии.

Выявлено достоверное увеличение концентрации кальция у спортсменов, тренирующихся в анаэробном режиме после приема тестового завтрака, что указывает на усиление холинэргической и пептидергической стимуляции в условиях адаптации к мышечной нагрузке в сравнении со спортсменами, тренирующимися в аэробной зоне энергообеспечения.

Впервые установлено достоверно значимое влияние комбинированного применения мышечной и пищевой нагрузки на показатели общего белка, магния, калия, натрия сыворотки крови в сравнении с их изолированным воздействием у спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах.

Теоретическая и практическая значимость. Получены новые результаты по особенностям биохимического состава сыворотки крови, которые дополняют существующие представления о механизмах адаптации организма спортсменов к аэробным и анаэробным нагрузкам.

Выявленные особенности биохимического состава плазмы крови спортсменов, тренирующихся преимущественно в аэробной и анаэробной зоне энергообеспечения, можно рассматривать как теоретическую основу для программирования и коррекции процесса подготовки и восстановления спортсменов разных специализаций.

Для специалистов в области спортивной тренировки и специализированного питания несомненный интерес имеют данные о специфических изменениях в биохимических показателях крови, обусловленных метаболическими потребностями организма при выполнении нагрузок в различных энергетических режимах, которые могут быть использованы для выявления нарушений, вызванных физической нагрузкой у высококвалифицированных спортсменов в тренировочной и соревновательной деятельности.

Полученные результаты могут также служить теоретической базой для разработки рациональных режимов питания у спортсменов, тренирующихся преимущественно в разных энергетических режимах.

Результаты исследований используются для медицинского контроля в Курганском городском врачебно-физкультурном диспансере, а также в лаборатории функциональных исследований научного клинико-экспериментального отдела физиологии ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. академика Г.А. Илизарова Минздравсоцразвития России для оценки влияния

мышечной и пищевой нагрузок на биохимические показатели сыворотки крови ортопедо-травматологических больных, занимающихся лечебной физкультурой с различной степенью интенсивности.

Теоретические положения внедрены в учебный процесс кафедр анатомии и физиологии человека, теоретических основ физического воспитания и адаптивной физической культуры, прикладной химии Курганского государственного университета при преподавании дисциплин «Физиология», «Возрастная физиология», «Физиология экстремальных состояний», «Теория и методика физической культуры», «Спортивная медицина», а также в учебный процесс Курганского базового медицинского колледжа для преподавания дисциплины «Анатомия и физиология человека».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Специфичность изменений биохимических показателей крови в ответ на применение дозированной велоэргометрической нагрузки и последующего приема пробного углеводного завтрака определяется адаптацией организма к выполнению мышечной деятельности в аэробном и анаэробном режиме энергообеспечения.

2. Комбинированное применение мышечной и пищевой нагрузки оказывает значительно более выраженное влияние на показатели сыворотки крови у спортсменов, адаптированных к аэробным и анаэробным нагрузкам в сравнении с их изолированным применением.

3. Сдвиги биохимических показателей крови обусловлены метаболическими потребностями организма спортсменов, тренирующихся в разных энергетических режимах.

Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации доложены на Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Психолого-педагогические и медико-

биологические проблемы физической культуры и спорта» (Челябинск, 2009), II Всероссийской научно-практической конференции «Состояние окружающей среды и здоровье населения» (Курган, 2009), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения профессора Я.Д. Витебского «Современные проблемы гастроэнтерологии» (Курган, 2009), Всероссийской научно-практической конференции молодых и начинающих ученых «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта и туризма» (Челябинск, 2010), Межрегиональной научно-практической конференции «Состояние восстановительной медицины и медико-социальной реабилитации на современном этапе» (Челябинск, 2010), XX съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010), Международной научно-практической конференции «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта, туризма и олимпизма: инновации и перспективы развития» (Челябинск, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 работ. В том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 144 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка использованной литературы. Работа иллюстрирована 10 таблицами и 44 рисунками.

Библиографический список включает в себя 184 отечественных и 69 зарубежных источников.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Влияние мышечного напряжения на показатели органических

веществ сыворотки крови

Адаптация организма к мышечным нагрузкам характеризуется адекватной перестройкой внутри- и межсистемных отношений, изменением характера энергетического обмена, обеспечивающих повышение работоспособности [42, 91, 184, 187]. Важную роль в процессе мышечного сокращения играет его энергетический аспект - состояние метаболических процессов. Физическая нагрузка различной интенсивности обусловливает биохимические изменения не только в мышцах, но и в крови, внутренних органах [51, 193, 205, 206]. Одними из биохимических изменений в крови, связанных с мобилизацией источников энергии, являются изменения концентрации лактата, пирувата, сахара, липидных метаболитов -свободных жирных кислот (НЭЖК) [181, 216, 218]. Отчетливые изменения вызывает мышечная деятельность и в содержании белков. В основном они связаны с усилением белкового катаболизма, основным продуктом которого является содержание мочевины в крови [141, 182, 242]. Поступление в кровь веществ кислого характера сказывается на ее реакции: она сдвигается в кислую сторону, развивается метаболический ацидоз, регуляция которого происходит при химическом воздействии буферных систем крови и физиологических факторов [171, 222]. В результате происходящих в организме в процессе тренировки биохимических изменений, вызывающих увеличение окисления источников энергии, происходит некоторая экономизация энергетического обмена в покое и более быстрое восстановление продуктов метаболизма во время отдыха в течение суток [30, 33]. Характер и величина биохимических изменений в период отдыха определяются биохимическими процессами, происходящими во время мышечной деятельности. Поскольку различная по интенсивности мышечная деятельность вызывает в организме неодинаковые биохимические

10

сдвиги, разным является и протекание биохимических процессов в периоде реституции [181, 215]. Значительно больше компенсируется содержание тех субстратов, которые интенсивно расходуются во время выполнения физических нагрузок [100].

Следовательно, биохимическая адаптация организма к мышечной деятельности специфична и обусловлена характером и интенсивностью этой деятельности. Для управления тренировочным процессом тренер должен систематически получать информацию о состоянии здоровья спортсменов и переносимости ими тренировочной нагрузки и, сопоставляя спортивный результат с метаболическими сдвигами в организме, судить о степени адаптации их организма [111, 128].

Между показателями энергетического обмена существует много тесных корреляционных связей, указывающих на функциональное сходство или различие между изучаемыми биохимическими ингредиентами при выполнении различных физических нагрузок [101].

K.M. Милашюс выявлена обратная корреляционная зависимость между показателями мобилизации углеводных и липидных источников энергии у спортсменов. Аналогичные связи наблюдаются и между содержанием НЭЖК и уровнем мочевины при выполнении переменной тренировки, тогда как при выполнении более интенсивной повторной и соревновательной нагрузок выявлена тесная прямая корреляционная зависимость. У обследуемых под влиянием различных физических нагрузок существуют тесные корреляционные связи между биохимическими ингредиентами, количество которых зависит от интенсивности физических нагрузок и от степени адаптации к ним исследуемых: чем интенсивнее физическая нагрузка и выше спортивная квалификация, тем больше наблюдалось тесных корреляционных связей. Это указывает на существенные перестройки энергетического обмена в организме спортсменов под влиянием физических нагрузок.

Изучение сдвигов биохимических ингредиентов в крови спортсменов в соревновательном периоде в условиях напряженной мышечной деятельности позволяет