СПОСОБ ОЦЕНКИ АДАПТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА СПОРТСМЕНОВ
METHOD FOR ASSESSMENT OF ATHLETES ADAPTATION POTENTIAL

Изобретение относится к медицине, а именно к лабораторной диагностике, и может быть использовано в спортивной медицине для определения и оценки биологических резервов адаптации организма к физической нагрузке.
Определение оптимальных величин нагрузки - важная задача, стоящая перед атлетами и тренерами. Именно от того, насколько грамотно подобраны параметры тренировочной нагрузки, зависит динамика прироста спортивных результатов спортсменов. Это определяет одну из первоочередных задач тренировочного процесса - найти текущие значения нагрузки, соответствующие индивидуальному уровню адаптационного резерва, и изменять их с течением времени, повинуясь росту тренированности, а также увеличению уровня спортивных результатов.
Сложность получения надежной технологии для оценки уровня функциональных резервов вызвана тем, что тестируемые физиологические показатели имеют разнородную структуру и вносят неодинаковый, неоднозначно определяющийся вклад в исследуемый процесс.
В настоящее время существуют многочисленные методы и режимы спортивных тренировок, направленные на максимальную мобилизацию резервов организма, достижение высоких спортивных результатов, однако зачастую работоспособность спортсменов лимитируется метаболическими сдвигами в организме и нехваткой энергетической активности.
Известен способ определения адаптационных состояний организма человека, основанный на измерении клинико-функциональных показателей здоровья с последующей оценкой гемодинамического индекса по содержанию лимфоцитов, гематокрита, фибриногена, холестерина, сахара крови и определения величины адренергической реактивности сосудов кожи. Выраженность показателей оценивают в баллах, которые затем суммируют, усредняют и по их величине определяют адаптационную норму, напряжение компенсаторных процессов или истощение механизмов саморегуляции (Патент РФ №2390777, МПК G01N 33/49, публ. 2010).
Однако с помощью данного способа оценивается адаптационное состояние организма опосредованно - путем усложнения условно установленных баллов, т.е. предположительно. Кроме того, этот метод трудоемок, так как для его осуществления необходимо использовать одновременно клинические, гематологические, биохимические результаты исследований, а также и функциональные показатели.
Известен способ определения адаптационных возможностей организма (Патент РФ №2043631, МПК G01N 33/48, публ. 1995), включающий морфологическое исследование периферической крови, при котором оценивается состояние неспецифической резистентности организма при цитологическом исследовании крови, в частности, подсчете нейтрофилов с оксифильной реакцией гранул, эозинофилов с частичной дегрануляцией и подсчетом индекса гетерофилов.
Однако данный способ имеет ряд недостатков, являясь трудоемким, значительно отсроченным по времени и ограниченной оценкой.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и получение более точных оценочных характеристик, в более ранние сроки за счет выявления маркеров, определяющих состояние системы эндогенных биорегуляторов (ЭБ), участвующих в процессе адаптации.
Поставленная задача решается способом оценки адаптационного потенциала спортсменов, включающим измерение в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа уровня антител к эндогенным биорегуляторам, новизна которого заключается в том, что эндогенные биорегуляторы выбирают из группы бета-эндорфин (β-эндорфин), орфанин, серотонин, дофамин, гистамин, ангиотензин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, рассчитывают показатель адаптации в условных единицах для уровня антител эндогенного биорегулятора путем деления показателя разницы значений оптической плотности анализируемого образца и среднего по группе значения оптической плотности образцов сыворотки крови здоровых доноров, выбранных из числа спортсменов до начала тренировочного процесса или из среднестатистической группы людей, одинакового возраста и пола с обследуемыми спортсменами, занимающихся оздоровительной физкультурой, на среднее по группе значение показателей оптической плотности образцов сыворотки крови здоровых доноров, при этом:
- при значениях показателя адаптации для уровня антител, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: гистамин, орфанин, ангиотензин, равного 0,20-0,30 условных единиц и при значении показателя адаптации для уровня антител, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: дофамин, серотонин, β-эндорфин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, равного 0,40 и выше условных единиц адаптационный потенциал оценивают как перетренированность;
- при значении показателя адаптации для уровня антител, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: орфанин, серотонин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, равного 0,30-0,35 условных единиц адаптационный потенциал оценивают, как состояние недотренированности или окончания восстановительного периода;
- при значениях показателя адаптации для уровня антител, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: гистамин, орфанин, ангиотензин, и, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: дофамин, серотонин, β-эндорфин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, равного 0,45 и выше условных единиц адаптационный потенциал оценивают, как пик формы.
Известно, что адаптационные возможности организма человека характеризуются состоянием системы эндогенных биорегуляторов (ЭБ). В первую очередь к ним относятся опиоидная, серотонинэргическая, гамкергическая системы (Пальцев М.А., Полетаев А.Б., Сучков С.В. Аутоиммунитет и аутоиммунный синдром: границы нормы и патологии. Вестник РАМН. 2010; 8: 1-3). Однако способов оценки адаптационного потенциала на основе этих показателей неизвестно.
Техническим результатом предложенного способа является получение объективных характеристик, позволяющих как оценить адаптационный потенциал спортсменов, так и видеть его изменения в процессе тренировки в зависимости от выбираемых нагрузок.
В Таблице 1 приведены показатели адаптационного потенциала, рассчитанные в условных единицах по значениям OD450 ИФА для группы обследуемых спортсменов, занимающихся греко-римской борьбой, в различные периоды тренировочного процесса.
В Таблице 2 приведены показатели адаптационного потенциала, рассчитанные в условных единицах по значениям OD450 ИФА для группы обследуемых спортсменов, занимающихся хоккеем, в периоды спортивных выступлений на турнире и восстановления.
В Таблице 3 приведены показатели адаптационного потенциала, рассчитанные в условных единицах по значениям OD450 ИФА для команды лыжников, в различные периоды тренировочного процесса.
В Таблице 4 приведены показатели адаптационного потенциала, рассчитанные в условных единицах по значениям OD450 ИФА для определения оценки адаптационного потенциала.
Материалы и методы.
Для проведения иммунохимических исследований применяли следующие материалы и методы. Конъюгаты овечьих антител против иммуноглобулинов человека, меченых пероксидазой хрена, тетраметилбензидин, перекись водорода 30%, твин-20 «Sigma» (США). Иммуноферментный анализ (ИФА) выполняли на полистирольных планшетах фирмы «Nunc» (Дания). Учет результатов ИФА осуществляли на спектрофотометре с вертикальным ходом луча фирмы «Thermo» (Финляндия) при длине волны 450 нм.
Для ИФА у обследуемых лиц осуществляли забор 5,0 мл венозной крови натощак, на этапах до начала и после окончания физической нагрузки. Пробирки с кровью помещали в термостат на 30 мин. при Т 37°С, затем пробирку с образовавшимся сгустком оставляли на 18 часов при Т 4°С. Образовавшуюся сыворотку центрифугировали при 3000 об/мин. Далее полученные образцы сывороток хранили при Т-20°С до момента тестирования.
Твердофазный метод ИФА определения антител к серотонину, гистамину, дофамину, орфанину, β-эндорфину, ангиотензину, глутамату, гамма-аминомасляной кислоте в сыворотке крови человека, включает в себя следующие этапы: иммобилизацию комплекса синтетического антигена, состоящего из коньюгата гаптена, производного β-эндорфина, орфанина, серотонина, дофамина, гистамина, ангиотензина, глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), с полимерным носителем на полистирольном планшете. Связывание указанного выше антигена со специфическими антителами анализируемого образца. Выявление образовавшегося иммунного комплекса с помощью антивидовых антител, меченных пероксидазой хрена. Измерение ферментативной активности в образовавшемся иммунном комплексе.
Планшет сенсибилизировали раствором конъюгированного антигена соответствующего эндогенного биорегулятора (по 100 мкл в лунку) в концентрации 2 мкг/мл в 0,02 М карбонатном буфере (рН 9,5) в течение 18 часов при температуре 4°С. После сорбции планшет отмывали трижды (3*100 мкл) 0,005% раствором твин-20 в забуференном физиологическом растворе (ЗФР) (рН 7,2), и вносили в лунки в двух повторах по 100 мкл исследуемой сыворотки в растворе ЗФР, содержащем 0,01% твин-20, в разведении 1/100. Планшет инкубировали в течение 1 часа при температуре 37°С. Отмывали, как описано выше, и добавляли в лунки по 100 мкл раствора антивидовых антител либо против IgG, либо против IgM человека, меченные пероксидазой хрена в разведении 1/2000. Учет результатов проводили на спектрофотометре при длине волны 450 нм. На основании результатов ИФА проводили анализ содержания антител IgG и IgM класса в индивидуальных сыворотках спортсменов и контрольных сыворотках доноров, определяя достоверное изменение уровня антител. Результаты исследований оценивали с использованием средней арифметической величины (М), их стандартной ошибки (m), критерия Стьюдента-Уэлча (t), критерия Пирсона, коэффициента корреляции Кендалла. Уровень достоверности 95% (р=0,05).
Пример 1. Определение адаптационного потенциала для группы обследуемых спортсменов, занимающихся греко-римской борьбой, в различные периоды тренировочного процесса.
Материалами исследования служили образцы сыворотки крови 22 спортсменов, занимающихся греко-римской борьбой в возрасте от 13 до 24 лет. Продолжительность занятия борьбой составляла от 5 до 14 лет. Образцы предоставлены спортивной школой «Спарта» города Москвы. Забор образцов сыворотки крови для исследования проводили в 4 этапа с интервалом 14 дней. Первый этап соответствовал нулевой точке, при которой отсутствовала физическая нагрузка. Последующие два этапа сопровождались увеличением спортивной нагрузки в соответствии с учебно-тренировочным процессом (УТП) и графиком, запланированным тренером, после чего тренировочная нагрузка, согласно УТП уменьшалась. При проведении иммунохимических исследований в качестве контрольных образцов использовали сыворотки крови 22 здоровых доноров в возрасте от 18 до 25 лет, полученные в Учреждении Гематологическом научном центре Российской академии медицинских наук.
Результаты определения адаптационного потенциала (Ап), рассчитанные после измерения в ИФА оптической плотности (ОП) по формуле (ОП анал.обр. - ОП контр.обр)/ОП контр.обр. и выраженные в условных единицах, для значений оптической плотности в ИФА антител к серотонину, гистамину, дофамину, глутамату, ГАМК, орфанину, β-эндорфину, ангиотензину в сыворотке крови обследованных спортсменов представлены в таблице 1. Как видно из таблицы, при увеличении физической нагрузки согласно тренировочному плану наблюдается тенденция к изменению адаптационного потенциала, связанная с увеличением содержания антител к β-эндорфину, глутамату, ГАМК и дофамину по сравнению с контрольной группой. Данные определения Ап на основе ИФА антител к исследуемым антигенам, полученные через 14 дней после начала спортивной подготовки, показывают развитие намеченного увеличения уровня Ап. Максимальное повышение Ап, полученное на основе измерения уровня антител к перечисленным ЭБ отмечено через 28 дней ведения тренировочного процесса.
Таким образом, изменение адаптационного потенциала, определяемого по измерению ЭБ и выраженного в условных единицах, соответствует учебно-тренировочным нагрузкам, запланированным тренером. Дополнительно проведенные на каждом этапе медицинские исследования: измерение лабораторных показателей крови (общий анализ крови, гематокрит, биохимический анализ) и результаты оценки восстановления сердечно-сосудистой и дыхательной систем после физической нагрузки (велотренажер), подтвердили повышение адаптационного потенциала до его пика на 3 этапе и последующее его снижение при уменьшении тренировочной нагрузки согласно УТП.
Как видно из представленных в таблице 1 результатов, показатели адаптации по анализу ЭБ на 2 этапе, соответствующему этапу недотренированности, составляли у орфанина, серотонина, глутамата и гамма-аминомасляной кислоте 0,3-0,35 условных единиц. В то время как на 3-ем этапе тренировочного процесса, соответствующем пику адаптационного потенциала, показатели адаптации для каждого из выбранной панели антител к эндогенным биорегуляторам превышают 0,45 условных единиц.
Таким образом, получив при анализе сыворотки крови значение показателя адаптации, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: гистамин, орфанин, ангиотензин, и, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: дофамин, серотонин, β-эндорфин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, равного 0,45 и выше условных единиц, мы можем оценить его соответствующим пику формы, а при значениях адаптационного потенциала, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: орфанин, серотонин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, равного 0,30-0,35 условных единиц оценивать его соответствующим недотренированности.
Пример 2. Определение адаптационного потенциала для группы обследуемых спортсменов, занимающихся хоккеем, в различные периоды тренировочного процесса.
Материалами исследования служили образцы сыворотки крови 28 спортсменов, занимающихся хоккеем в возрасте от 18 до 22 лет. Продолжительность занятия составляла 5 лет. Образцы предоставлены спортивной школой «Динамо» города Москвы. Забор образцов сыворотки крови для исследования проводили в 4 этапа с интервалом 7 дней. Первый этап соответствовал максимальной физической нагрузке после окончания спортивных выступлений на турнире, на которых спортсмены находились на пике спортивной формы. Это подтверждается высокими спортивными показателями в соревнованиях и заключением медицинского обследования, проводимого спортивным врачом команды. Последующие три этапа сопровождались периодом восстановления и уменьшением спортивной нагрузки в соответствии с учебно-тренировочным процессом (УТП) и графиком, запланированным тренером.
В период снижения нагрузки проводили медицинское наблюдение за восстановлением спортсменов и измеряли показатели адаптации трижды с интервалом 7 дней. Результаты представлены в таблице 2.
Как видно из представленных результатов, во время спортивных выступлений на турнире, на котором спортсмены находились на пике спортивной формы, подтверждаемой высокими спортивными показателями в соревнованиях, были подтверждены исследованием ЭБ. При этом показатели адаптации в условных единицах имели значение для каждого из выбранной панели антител эндогенных биорегуляторов в диапазоне выше 0,45. При снижении активной нагрузки происходит нормализация ресурса регуляторных систем эндогенных биорегуляторов, уменьшение показателя адаптационного потенциала.
Снижение показателей адаптации на 4 этапе до значений для серотонина 0,30±0,012, орфанина 0,32±0,014, глутамата 0,31±0,013, ГАМК 0,35±0,012 совпадают с заключением медицинского обследования, проводимого спортивным врачом команды, включающем измерение лабораторных показателей крови (общий анализ крови, гематокрит, биохимический анализ), результаты оценки восстановления сердечно-сосудистой и дыхательной систем после физической нагрузки (велотренажер), об окончании восстановительного периода.
Таким образом, получив при анализе сыворотки крови значение показателя адаптации, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: орфанин, серотонин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, равного 0,30-0,35 условных единиц, мы можем оценить его соответствующим окончанию восстановительного периода.
Пример 3. Определение адаптационного потенциала для команды лыжников, в различные периоды тренировочного процесса.
Проведено обследование спортсменов команды лыжников - 14 человек. Образцы сыворотки крови предоставлены школой «Олимпийского резерва». Забор крови проводили на заключительном этапе восстановления (1-этап) и в период максимальной нагрузки перед соревнованиями (2-этап). В качестве группы сравнения использовали, как образцы сыворотки крови контрольной группы, так и результаты, полученные в отсутствии нагрузки в период этапа восстановления.
Спортсмены первой подгруппы (8 человек), по заключению тренера, хорошо переносили нагрузку и показывали стабильные результаты. У второй группы обследованных спортсменов были не стабильные спортивные достижения. По заключению тренера, указанные спортсмены не могли участвовать в соревнованиях с перспективой достижения максимального результата, так как для них было характерно состояние перетренированности и выгорания. Заключение медицинского обследования, проводимого спортивным врачом команды, включающим измерение лабораторных показателей крови (общий анализ крови, гематокрит, биохимический анализ), результаты оценки восстановления сердечно-сосудистой и дыхательной систем после физической нагрузки (велотренажер) подтвердило для этой группы спортсменов состояние перетренированности и риск возникновения перенапряжения.
В Таблица 3 приведены показатели адаптационного потенциала, рассчитанные в условных единицах по значениям OD450 ИФА для указанной команды лыжников, в указанные периоды тренировочного процесса.
Как видно из представленных результатов для обеих групп спортсменов 1-ый этап, рассматриваемый в плане тренировочного процесса, как окончание восстановительного периода, соответствовал показателям адаптационного потенциала рассчитанным в условных единицах по значениям OD450 ИФА к орфанину, серотонину, глутамату и гамма-аминомасляной кислоте и находился в диапазоне 0,30-0,35 условных единиц. При дальнейшей подготовке к соревнованиям, связанной с проведением тренировок, общую группу спортсменов разделили на 2 подгруппы. Для первой группы спортсменов (8 человек) показатель адаптационного потенциала, по заключению тренера и врача команды, можно рассматривать как пик спортивной формы. Как видно из таблицы 3, он находился в диапазоне 0,45 и выше условных единиц для каждого из выбранной панели антител к эндогенного биорегуляторам. В дальнейшем соответствие адаптационного потенциала пику формы было подтверждено высокими спортивными показателями в соревнованиях.
Для второй группы спортсменов (6 человек) второй этап проведения тренировок привел, по заключениям врача команды и тренера, к состоянию их перетренированности. Для этой подгруппы наблюдается снижение значений показателей адаптации до интервала 0,20-0,30 условных единиц, а именно к гистамину 0,22±0,013, орфанину 0,30±0,014, ангиотензину 0,30±0,015 условных единиц и при этом, значения показателей адаптации к дофамину, орфанину, β-эндорфину, глутамату и гамма-аминомасляной кислоте возрастают и превышают 0,40 условных единиц. Таким образом, эти интервалы совпадают с объективно подтвержденным состоянием перетренированности спортсменов.
В итоге, получив при анализе сыворотки крови значение показателя адаптации, равное 0,45 и выше условных единиц, мы можем оценить Ап соответствующим пику формы, а при значениях адаптационного потенциала, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: орфанин, серотонин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, равного 0,30-0,35 условных единиц, оценивать состояние соответствующим недотренированности.
В указанных интервалах мы можем оценить адаптационный потенциал спортсмена соответствующим, при значениии показателя адаптации:
- по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: орфанин, серотонин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, в диапазоне 0,30-0,35 условных единиц, как окончание восстановительного периода;
- в диапазоне 0,45 и выше условных единиц, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: гистамин, орфанин, ангиотензин, и, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: дофамин, серотонин, β-эндорфин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, как пик формы;
- по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы: гистамин, орфанин и ангиотензин в диапазоне 0,20-0,30 условных единиц и при этом, по крайней мере, одного эндогенного биорегулятора из группы дофамин, орфанин, β-эндорфин, глутамат и гамма-аминомасляная кислота, превышающих 0,40 условных единиц, как состояние перетренированности спортсменов.
Пример 4.
Пациент А., 21 год. Спортсмен. Перед спортивным состязанием было проведено медицинское обследование, включая вышеописанную технологию определения показателей адаптации на основе измерения антител к эндогенным биорегуляторам и последующего расчета по формуле (ОП анал.обр. - ОП контр.обр)/ОП контр.обр. В результате исследования установили, что показатели адаптации к серотонину, гистамину, дофамину, глутамату, ГАМК, орфанину, β-эндорфину, ангиотензину имеют высокие значения и лежат в диапазоне 0,45-0,61 условных единиц.
Заключение: адаптационные резервы организма - высокие.
Последующее измерение лабораторных показателей крови (общий анализ крови, гематокрит, биохимический анализ) и результаты оценки восстановления сердечно-сосудистой и дыхательной систем после физической нагрузки (велотренажер) были в пределах нормы, установленной для группы лиц регулярно занимающихся оздоровительной физкультурой и имеющих повышенную физическую нагрузку.
Через сутки этот спортсмен показал отличный результат в спортивном состязании.
По предложенному способу было проведено обследование 126 спортсменов.
Всем спортсменам параллельно провели медицинское обследование, включая лабораторную диагностику. Полученные данные общепринятых клинико-лабораторных методов анализа, заключения тренера и врача команды позволили оценить адаптационный потенциал у 50 спортсменов как пик формы, у 40 как недотренированность и у 36 как перетренированность. Проведенные исследования предложенным способом показали несколько иные результаты (см. Таблицу 4): пик формы был установлен только у 45 человек; недотренированность у 41 и у 40 как перетренированность. В дальнейшем, спортсменам, у которых имелось расхождение по оценки адаптационного потенциала было проведено дополнительное обследование с повышенной физической нагрузкой. При этом было установлено, что у 3-х пациентов во время восстановительного периода после нагрузки отмечалось нарушение сердечного ритма в виде экстрасистолии, а у одного выявлено кратковременное повышение артериального давления. А участие в последующих тренировках подтвердило получение стабильных высоких показателей только у 45 человек, предварительно показавших по значениям OD450 ИФА в условных единицах предлагаемым способом пик формы.
Как видно из приведенных данных, предложенный способ оценки адаптационного потенциала является более точным, позволяет объективно оценить резервные возможности организма и своевременно предпринять меры, направленные на его восстановление.
Примечание: * р<0,05 - по отношению к контрольной группе