Сравнительный анализ уровня метаболитов и кортизола у лыжников-гонщиков после соревнований: от спринта до марафона

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СПОРТА

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УРОВНЯ МЕТАБОЛИТОВ И КОРТИЗОЛА У ЛЫЖНИКОВ-ГОНЩИКОВ ПОСЛЕ СОРЕВНОВАНИЙ: ОТ СПРИНТА ДО МАРАФОНА

Н.Н. ПОТОЛИЦЫНА, Е.Р. БОЙКО, Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар;

А.В. НУТРИХИН, ГАУ РК «ЦСПСК»

Аннотация

С целью изучения степени и характера изменений биохимических показателей на крупных всероссийских соревнованиях были обследованы высококвалифицированные лыжники-гонщики, члены сборных команд. Показано, что метаболические изменения у одних и тех же лиц в значительной степени зависели от длины дистанций. На коротких дистанциях, по сравнению с длинными, наблюдался значительный прирост концентрации лактата и глюкозы и снижение кортизола в крови на фоне незначительных изменений уровня мочевины. При этом степень изменений показателей была более выраженной у мужчин, чем у женщин. Восстановление метаболитов к 15-й минуте после финиша в целом у женщин происходило быстрее на более коротких дистанциях, а у мужчин -на скиатлоне и марафоне.

Ключевые слова: углеводный обмен, кортизол, соревновательная деятельность, лыжники-гонщики.

Abstract

The aim of this investigation was to study the extent and nature of changes of biochemical parameters of the highly skilled cross-country skiers in important Russian competitions. The metabolic changes in the same peoples depending on the distance duration were observed. In short distances compared to longer was a significant increase concentration of lactate and glucose and the decrease of cortisol and the small changes in the level of urea. The degree of change in these blood parameters was more significant in men than in women. Recovery of metabolites to 15th minute after finish in women was better in shorter distances, while men were faster in the skiathlon and the marathon.

Keywords: carbohydrate metabolism, Cortisol, competition, cross-country skiers.

Введение

Биоэнергетические возможности организма спортсмена и непосредственно связанные с ними глубокие изменения в обмене веществ являются наиболее важными биохимическими факторами, регулирующими физическую работоспособность (Мартынов и др., 2014; Паршукова и др., 2014; Eseva et al, 2014). При воздействии на организм нагрузок максимальной интенсивности, особенно в ходе соревновательной деятельности вследствие высокой спортивной конкуренции, наблюдается предельная мобилизация ресурсов аэробно-анаэробного обмена (Passelergue, Lac, 1999; Фомин и др., 2001; Головачев

и др., 2011). Кроме того, на соревнованиях высокого уровня, являющихся основной целью тренировочного цикла, спортсмены в высшей степени мотивированы показать свои лучшие результаты (Сафонов, 2013). Так, показано, что у элитных лыжников после марафона на соревнованиях Кубка мира выявлено значительное увеличение (в 1,5-2 раза) в крови ряда биохимических показателей, в том числе кортизола (Крт) и глюкозы (Глю) ^ошеп et а1, 2004). Также значительные физические упражнения на выносливость вызывают метаболический стресс, воспалительную реакцию и ассоциируются с высвобождением большого количества Крт, катехоламинов и лактата (Лак) в крови ^екег et а1, 2014).

Преобладание и направленность изменений в отдельных метаболических путях, в сложном механизме аэробно-анаэробного энергообеспечения у спортсменов при физических нагрузках в значительной степени связано с характером и продолжительностью дистанции (Колых-матов, Щелканов, 2014; Фомин, 2001; АуЬпйои Е., 1996). Так, известно, что у элитных лыжников-спринтеров и стайеров физическая производительность в значительной мере зависит от их аэробных возможностей. Однако в спринте на лыжах из-за того, что примерно на 20% выше беговая скорость, анаэробный потенциал может вносить более значительный вклад (Losnegaгd Т., На11еп J., 2014).

Таким образом, исследование динамики показателей энергообеспечения во время соревнований позволяет

Примечание.

Данные представлены в виде медианы [Ме (25 косую линию у мужчин. Стиль передвижения (СВ

Исследование проводилось во время проведения наиболее крупных всероссийских спортивных мероприятий, в том числе на чемпионатах России по лыжным гонкам, в течение двух соревновательных циклов: 2013/2014 и 2014/2015 гг. Не менее 70% лиц были обследованы во всех лыжных дисциплинах. Все лица, принявшие участие в исследовании, дали добровольное согласие на участие в проекте.

Забор капиллярной крови осуществляли в течение трех минут после финиша и на 10-15-й минуте восстановления. В силу того, что не было возможности определить непосредственно предстартовый уровень метаболитов в день соревнований, в качестве их фонового уровня использовали данные, полученные перед отъездом на вышеуказанные соревнования. Транспортировку образцов крови осуществляли в специальных термоконтейнерах с хладогеном. В плазме крови микрометодом иммуноферментного анализа определяли концентрацию

не только оценить спортивную форму спортсмена, но и дает уникальный фактический материал для более успешного построения последующего тренировочно-соревновательного цикла с учетом специфики прохождения им дистанции. В виду недостаточной освещенности биохимической составляющей в условиях реальной соревновательной деятельности лыжников-гонщиков, целью данного исследования явилось изучение уровня метаболитов и гормонов крови на дистанциях различной продолжительности.

Организация и методы исследований

Были обследованы действующие лыжники-гонщики, являющиеся членами сборных команд и имеющие квалификацию кмс, мс и мсмк (табл.).

лактата (Sentinel, Италия), глюкозы и мочевины (Моч) (Spinreact, Испания), кортизола (АлкорБио, Россия) на биохимическом анализаторе ChemWell 2900 (США).

Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью программы "Statistica" (версия 8.0, StatSoftInc, 2007), проверку на нормальность распределения данных - по критерию Шапиро-Уилка. Результаты исследования представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного интервала (25-й и 75-й проценти-ли), минимума и максимума (min-max). Достоверность различий между группами оценивали с помощью критерия Крускала-Уоллиса (KW, при p < 0,05).

Результаты исследований и их обсуждение

Показатели уровня Лак сразу после финиша в значительной степени зависели от длительности и особенностей дистанции (рис. 1). Наиболее высокие показатели Лак обнаружены на спринте: прирост относительно

Таблица

Общая характеристика обследованных лыжников

Показатель Женщины Мужчины

Число обследований: Фон 99 19 117 23

Дистанции <1,8 км спринт 5/10 км СВ/КЛ 10/15 СВ/КЛ 15/30 км скиатлон 30/50 км марафон 14 15 18 19 14 23 15 23 18 15

Возраст, лет 17

Спортивный стаж

Рост, см 167,0

Вес, кг 57,0

Жировой компонент, % 10,3

МПК, л/мин 4,7

-75%)]. Длина дистанции представлена в км сначала у женщин, потом через - свободный и КЛ - классический) не учитывался.

фона в среднем составил 6,4 раза у мужчин и 6,5 раз у женщин (у отдельных лиц до 12,5 раз), а более низкие его значения были после марафона (прирост в 4,4 и 2,6 раза соответственно). На этих же дистанциях наблюдался наибольший разброс индивидуальных показателей Лак.

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4

I1

п г Ьйг^.А........X.........................т........... ..............т......

: / ..........¥........^ г* ТГ "

, / 1 А

1 1 1 1

• .........../...........;............................................................................................................................................................... ...

й #

•г1........Т...................................................................................................................................................................1.....

Фон

Спринт 5/10 км 10/15 км 15/30 км 30/50 км Дисциплина

[] Женщины

Мужчины

Рис. 1. Уровень лактата на 1-3-й минуте после прохождения дистанций различной продолжительности: Лак 3' (жен.): КШ-И (5; 107) = 71,1776; р = 0,0000 Лак 3' (муж.): КШ-И (5; 133) = 104,6655; р = 0,0000

Примечание: данные представлены в виде Ме (точка), 25-75% (квадрат), шт-шах (усики).

Несмотря на то, что к 15-й минуте восстановление Лак на различных дистанциях произошло не более чем на 14,6%, именно данный показатель, как у мужчин, так и у женщин достоверно коррелировал с успешностью выступления на соревнованиях (р < 0,01). Кроме того, можно отметить, что степень изменений показателей Лак от спринта до марафона была более выраженной у мужчин (в 2,5 раза), по сравнению с женщинами (в 1,4 раза). Восстановление Лак к 15-й минуте в целом у женщин происходило быстрее на более коротких дистанциях (спринты), а у мужчин - на скиатлоне и марафоне.

Динамика изменений в содержании Глю не имела столь четкой зависимости от длительности дистанции, однако наблюдались достоверные различия между дистанциями - до 10 км (у женщин) и 15 км (у мужчин) и более длинными (скиатлон и марафон) (рис. 2). Уровень восстановления Глю к 15-й минуте по сравнению с первым обследованием после финиша составил от 11,6 до 13,4% на разных дистанциях, и практически не отличался у мужчин и женщин.

Таким образом, за исключением марафона в обеих группах и 30 км скиатлона у мужчин, прохождение остальных, менее продолжительных дистанций, а особенно заключительного отрезка, сопровождалось значительным приростом показателей Лак до уровня,

Фон Спринт 5/10 км 10/15 км 15/30 км 30/50 км Дисциплина

[] Женщины

Мужчины

Рис. 2. Уровень глюкозы на 1-3-й минуте после прохождения дистанций различной продолжительности: Глю 3' (жен.): КШ-И (5; 104) = 73,1529; р = 0,0000 Глю 3' (муж.): КШ-И (5; 117) = 93,3411; р = 0,0000 Примечание: данные представлены в виде Ме (точка), 25-75% (квадрат), шт-шах (усики).

Фон Спринт 5/10 км 10/15 км 15/30 км 30/50 км Дисциплина

Щ Мужчины

Рис. 3. Уровень мочевины на 1-3-й минуте после прохождения дистанций различной продолжительности: Моч 3' (жен.): КШ-И (5; 107) = 18,0104; р = 0,0029 Моч 3' (муж.): КШ-И (5; 133) = 19,1214; р = 0,0018

Примечание: данные представлены в виде Ме (точка), 25-75% (квадрат), шт-шах (усики).

соответствующего анаэробной зоне (ТоиЬе^ е! а1, 2013) Аналогичные изменения наблюдались и с уровнем Глю. Если учесть, что уровень кортизола был ниже на корот-

С*)

ких дистанциях, чем на длинных (в спринте - 1195 и 1255 нмоль/л, а марафоне - 1700 и 1645 нмоль/л у женщин и мужчин соответственно), можно предположить, что повышение Глю не столько связано с уровнем стресса, сколько с доминирующим его использованием для ресинтеза молекул АТФ на коротких дистанциях. Процесс энергообразования в скиатлоне и марафоне уже в меньшей степени был связан с Глю и, скорее всего, с более активной мобилизацией липидов в крови (Ronsen, 2004).

Мочевина, как один из важнейших показателей утомления в спортивной медицине, также нами был оценен на различных дистанциях (рис. 3).

В целом уровень Моч находился в пределах нормы и даже после прохождения дистанций не наблюдалось его достоверного изменения. Исключение составили только показатели Моч после марафона, когда уровень данного показателя был даже несколько ниже фонового, причем у мужчин эти изменения были достоверными (p < 0,05). Показатели Моч, как в фоне, так и на финише после всех рассмотренных нами дистанций у женщин были ниже, чем у мужчин. Эти данные подтверждаются и результатами других исследований (Scheele et al, 1979; Desgorces et al, 2008). В них указано, что только после относительно продолжительных и объемных соревновательных нагрузок наблюдается достоверные изме-

нения содержания мочевины в крови. Также следует отметить наличие достоверной корреляции концентрации Моч у женщин и мужчин с итоговым местом (Р < 0,05).

Заключение

В ходе проведенного нами обследования было установлено значительное увеличение лактата, глюкозы и кортизола в ответ на выполнение нагрузки, что в целом соответствует имеющимся литературным данным [6-7, 9-13]. Также данная работа позволила охарактеризовать степень биохимических изменений в организме лыжника на крупных соревнованиях. Так, обследование практически одних и тех же лыжников на различных дистанциях соревнований отражает высокую степень адаптации их организма к нагрузкам различной интенсивности и использования различных субстратов окисления для синтеза АТФ. На коротких и высокоинтенсивных дистанциях преимущественно использовались углеводы, на более длинных нагрузках средней интенсивности - расходование углеводов становится более экономным. При этом незначительное изменение уровня мочевины после финиша относительно фона характеризовало оптимальный уровень энергетических запасов для прохождения соответствующих лыжных дисциплины.

Литература

1. Головачев А.И., Горбунова Е.А., Берляева А.С. Дифференцированный подход к оценке психической надежности лыжников-гонщиков разных специализаций // Вестник спортивной науки. 2011. - № 2. - С. 16-20.

2. Колыхматов В.И., Щелканов Н.А. Отличительные особенности лыжного спринта от традиционных соревнований по лыжным гонкам // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. 2014. - № 7 (113). - С. 91-95.

3. Мартынов Н.А., Потолицына Н.Н., Володин В.В., Есева Т.В., Бойко Е.Р. Витаминный статус лыжников-гонщиков высокой квалификации в течение годового тренировочного цикла // Вестник спортивной науки. -2014. - № 4. - С. 54-58.

4. Паршукова О.И., Потолицына Н.Н., Людинина А.Ю., Бойко Е.Р. Метаболическое обеспечение годового цикла тренировок высококвалифицированных лыжников-гонщиков // Материалы Междунар. научно-практ. конгресса «Национальные программы формирования здорового образа жизни», Москва, 2014. - С. 346-348.

5. Сафонов В.К. Психология в спорте: теория и практика. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2013. - 232 с.

6. Фомин Н.А., Куликов Л.М., Рыбаков В.В. Изменение содержания метаболитов промежуточного обмена в периферической крови у высококвалифицированных спортсменов при соревновательных нагрузках // Теория и практика физической культуры. - 2001. - № 6. -C. 25-26, 39-40.

7. Avlonitou E. Maximal lactate values following competitive performance varying according to age, sex and swimming style // J. Sports Med. Phys. Fitness. - 1996. -No. 36 (1). - Pp. 24-30.

8. Desgorces F.D., Testa M, Petibois C. Training-level induced changes in blood parameters response to on-water rowing races // J. Sports Sci. Med. - 2008. - No. 7 (4). -Pp. 425-430.

9. Eseva TV., Lyudinina A.Yu, Bojko E.R. Food consumption of skiers of the Komi Republic // Abst. Int. congress, 19-th Biennial Conf. of ISCPES "Nationals' health: systems of lifelong physical education as a foundation of public health", Moscow, 2014. - Pp. 287-288.

10. Losnegard T, Hallen J. Physiological differences between sprint and distance specialized cross-county skiers // Int. J. Sports Physiol. Perform. - 2014. - No. 9 (1). -Pp. 25-31.

11. Passelergue P., Lac G. Saliva cortisol, testosterone and T/C ratio variations during a wrestling competition and during the post-competitive recovery period // Int. J. Sports Med. - 1999. - No. 20 (2). - Pp. 109-113.

12. Ronsen O, Borsheim E, Bahr R, KlarlundPedersen B, HaugE, Kjeldsen-Kragh J, Hostmark A.T. Immuno-endocrine and metabolic responses to long distance ski racing in world-class male and female cross-country skiers // Scand. J. Med. Sci Sports. - 2004. - No. 14 (1). - Pp. 39-48.

13. Scheele K, Herzog W, Ritthaler G, Wirth A., Weicker H. Metabolic adaptation to prolonged exercise // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. - 1979. - No. 41 (2). -Pp. 101-108.

14. Stelzer I., Kröpfl J.M., Fuchs R, Pekovits K, Mangge H, Raggam R.B., Gruber H.J., Prüller F., Hofmann P., Truschnig-Wilders M, Obermayer-Pietsch B, Haushof er A.C., Kessler H.H., Mächler P. Ultra-endurance exercise induces stress and inflammation and affects circulating hematopoietic

(S

progenitor cell function // Scand. J. Med. Sci Sports. - 2014. -Vol. 25. - Issue 5. - Pp. e442-e450.

15. Toubekis A.G., Drosou E, Gourgoulis V., Thomaidis S, Douda H, Tokmakidis S.P. Competitive performance, train-

ing load and physiological responses during tapering in young swimmers J. Hum. Kinet. - 2013. - No. 8 (38). -Pp. 125-134.

References

1. Golovachyov A.I., Gorbunov E.A., Belyaev A.S. Differentiated approach to the assessment of the reliability of mental cross-country racers of different specializations // Journal of Sport Science. - 2011. - No. 2. - Pp. 16-20.

2. Kolyhmatov V.I., Shchelkanov N.A. Distinctive features ski sprint competition from traditional cross-country skiing // Scientific notes University. PF Lesgafta. - 2014. -No. 7 (113). - Pp. 91-95.

3. Martynov N.A., Potolitsyna N.N., Volodin V.V., Ese-va T.V., Boiko E.R. Vitamin status of highly qualified skiers-racers during the annual training cycle // Journal of Sport Science. - 2014. - No. 4. - Pp. 54-58.

4. Parshukova O.I., Potolitsyna N.N., Lyudinina A.Y., Boiko E.R. Metabolic provision of the annual cycle of highly skilled skiers training // Materials Intern. Scient. Congress "National program of healthy lifestyle", Moscow, 2014. -Pp. 346-348.

5. Safonov V.K. Psychology in sport: Theory and Practice. St.-Pb.: Izd-vo in St.-Petersburg. Univ., 2013. - 232 p.

6. Fomin N.A., Kulikov L.M., Rybakov V.V. Changing the content of the exchange of intermediate metabolites in peripheral blood of highly competitive athletes with loads // Theory and Practice of Physical Culture. - 2001. -No. 6. - Pp. 25-26, 39-40.

7. Avlonitou E. Maximal lactate values following competitive performance varying according to age, sex and swimming style // J. Sports Med. Phys. Fitness. - 1996. -No. 36 (1). - Pp. 24-30.

8. Desgorces F.D., Testa M, Petibois C. Training-level induced changes in blood parameters response to on-water rowing races // J. Sports Sci. Med. - 2008. - No. 7 (4). -Pp. 425-430.

9. Eseva T.V., Lyudinina A.Yu, Bojko E.R. Food consumption of skiers of the Komi Republic // Abst. Int. congress,

19th Biennial Conf. of ISCPES "Nationals' health: systems of lifelong physical education as a foundation of public health", Moscow, 2014. - Pp. 287-288.

10. Losnegard T, Hallén J. Physiological differences between sprint and distance specialized cross-county skiers // Int. J. Sports Physiol. Perform. - 2014. - No. 9 (1). -Pp. 25-31.

11. Passelergue P., Lac G. Saliva cortisol, testosterone and T/C ratio variations during a wrestling competition and during the post-competitive recovery period // Int. J. Sports Med. - 1999. - No. 20 (2). - Pp. 109-113.

12. Ronsen O., Borsheim E., Bahr R, Klarlund Peder-sen B, Haug E, Kjeldsen-Kragh J., Hostmark A.T. Immuno-endocrine and metabolic responses to long distance ski racing in world-class male and female cross-country skiers // Scand. J. Med. Sci Sports. - 2004. - No. 14 (1). -Pp. 39-48.

13. Scheele K, Herzog W, Ritthaler G, Wirth A., Weik-ker H. Metabolic adaptation to prolonged exercise // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. - 1979. - No. 41 (2). -Pp. 101-108.

14. Stelzer I., Kropfl J.M., Fuchs R, Pekovits K, Mangge H, Raggam R.B., Gruber H.J., Prüller F, Hofmann P., Truschnig-Wilders M, Obermayer-Pietsch B, Haushofer A.C., Kessler H.H., Machler P. Ultra-endurance exercise induces stress and inflammation and affects circulating hematopoietic progenitor cell function // Scand. J. Med. Sci Sports. -2014. - Vol. 25. - Issue 5. - Pp. e442-e450.

15. Toubekis A.G., Drosou E., Gourgoulis V., Thomaidis S., Douda H., Tokmakidis S.P. Competitive performance, training load and physiological responses during tapering in young swimmers J. Hum. Kinet. - 2013. - No. 8 (38). -Pp. 125-134.