Кальций в крови: диагностическое и прогностическое значение в мониторинге функционального состояния высококвалифицированных спортсменов

СПОРТИВНАЯ МЕДИЦИНА

КАЛЬЦИЙ В КРОВИ: ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ И ПРОГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ В МОНИТОРИНГЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ

Ф.А. ИОРДАНСКАЯ, Н.К. ЦЕПКОВА, ВНИИФК, г. Москва

Аннотация

Кальций в организме выполняет множество различных функций. Контроль уровня этого катиона в плазме крови позволяет диагностировать состояние костной ткани и функций сердца.

В работе исследовалась взаимосвязь между уровнем кальция и показателями функционального состояния сердца у спортсменов на этапе ударных физических нагрузок. Под наблюдением находились 33 высококвалифицированных спортсмена (велосипедисты и футболисты), мастера спорта. Показано, что уровень кальция под влиянием работы в смешанной зоне с аэробной направленностью менялся разнонаправленно. Характер изменений Са крови отражает функциональное состояние организма спортсменов, и поэтому эти данные можно использовать как дополнительные диагностические критерии, позволяющие судить об интенсивности минерального и энергетического обмена, а также о возможности своевременного выявления предпатологических

состояний.

Abstract

In human organism, calcium plays an important role in different biochemical processes. Control of its level in blood plasma allows access to bone and heart functions. The main task of this work is to establish interrelation between plasma Ca level and heart function in elite athletes under high training loads. Experimental group consists of 18 elite cyclists and football players.

It is shown that Ca level during training process can change in different directions. Character of these changes reflects athletes’ functional state, so these data can be used as additional intensity criteria of mineral and energy metabolism, as well as for timely diagnostics of prepatological conditions.

Ключевые слова: кальций, спортсмены, функциональное состояние.

Кальций (Са) является внутриклеточным катионом, 99% его входит в состав костной ткани, придавая ей прочность. Са в организме находится в трех формах: связанный с белком, главным образом с альбумином; входит в комплекс с бикарбонатом, лактатом, фосфатом и цитратом; 50% Са в крови находится в ионизированном виде (Са++). Физиологической активностью обладает его ионизированная фракция. Основным депо кальция является костная ткань. При понижении его уровня в крови кальций из костной ткани поступает в кровяное русло. При увеличенном поступлении кальций откладывается в костях. Выделение кальция происходит главным образом через кишечник и в меньшем количестве - с мочой. Нормальная и стабильная концентрация Са является обязательным условием жизни.

Са решает несколько важных задач в организме. Он является одним из элементов, выполняющих пластическую функцию, участвует в свертываемости крови. Ионы Са необходимы для передачи нервного импульса. Он осуществляет контроль возбудимости, сокращения и расслабления мышц. Ионы Са активизируют креатинкиназу и АТФ. Большое значение для динамики концентрации Са имеет секреция кортизола. У спортсменов с высоким содержанием кортизола в крови часто отмечается потеря кальция. Повышенное потребление Са отмечается при росте костной ткани у подростков и у спортсменов при высоких физических нагрузках. В юношеском возрасте при интенсивном росте организма дефицит Са проявляется мышечными болями и судорогами, особенно после интенсивных физических нагрузок. Появляются остео-

т

хондропатии в местах прикрепления сухожилии крупных мышц (болезнь Шляттера, хондромаляция Пателла). Это все ограничивает занятия спортом.

Задачи исследования - выявить роль содержания кальция в крови в диагностическом и прогностическом значении костного обмена и функционального состояния сердца у спортсменов на этапе ударных физических нагрузок.

Под наблюдением находились 33 высококвалифицированных спортсмена (велосипедисты и футболисты), мастера спорта.

Исследование проводилось в покое и после велоэр-гометрической нагрузки ступенеобразно повышающейся мощности до отказа от работы. Начальная величина нагрузки - 750 кгм/мин. Каждые 2 мин нагрузка увеличивалась на 240 кгм/мин. Через 5 мин отдыха велосипедисты выполняли вторую нагрузку: в течение одной минуты они работали с максимально возможной для себя скоростью. Забор крови проводился до начала тестирования и после второй нагрузки. Ионизированный кальций определялся на приборе «Bayer» (Англия) с использованием ионоселективных электродов. Общий кальций определялся фотометрическим методом на аппарате «Conelab» (Финляндия). Электрокардиограмма регистрировалась на 6-канальном электрокардиографе фирмы «Schiller» (Германия).

Физическая нагрузка, особенно на соревновании, как стрессовая ситуация оказывает существенное влияние на биохимические процессы, протекающие в организме, что находит свое отражение и в изменении кальция в крови [1]. Так, тестирование в лабораторных условиях 10 велосипедистов высокой квалификации в возрасте 17-28 лет в подготовительном периоде показало, что до работы уровень Са в крови у них находился в пределах колебаний физиологической нормы: Са++ составлял 1,30±0,02 ммол/л, Са общий - 2,55±0,04 ммол/л [2].

Уровень кальция под влиянием работы в смешанной зоне с аэробной направленностью менялся разнонаправленно. Имеются различия у велосипедистов с разным уровнем работоспособности. С учетом показателей работоспособности спортсмены были разделены на две группы: с высоким (1 группа) и низким (2 группа) объемом выполненной работы. Активизация энергетических систем у представителей 2 группы носила избыточный характер. Сопоставление результатов, полученных в обеих группах, показывает, что велосипедисты второй группы при меньшем объеме работы имели выше уровень лактата: 7,63±0,5 ммол/л против 6,36± ±0,61 ммол/л у спортсменов 1 группы. Следует отметить разнонаправленное изменение Са++ у спортсменов 1 и 2 групп. Если у велосипедистов, выполнивших большой объем работы (924±14,7 с), зарегистрировано увеличение Са++ в крови на 3,1%, то у спортсменов, выполнивших меньший объем работы (792±29,4 с), уровень Са++ в сыворотке крови уменьшился на 6,1%. Снижение уровня ионов Са замедляет передачу нервного импульса, что может ограничивать работоспособность велосипедистов.

В качестве примера приводим результаты функционально-диагностического тестирования велосипедиста У. 18 лет, мастера спорта, спортивный стаж - 5 лет. До работы в крови отмечался субкомпенсированный ацидоз (рН = 7,29), что указывало на неполное восстановление организма. Уровень Са общего и Са ++ у него был выше физиологической нормы. После велоэргометрической нагрузки при ЧСС = 203 уд./мин, лактате 10,1 ммоль/л и значительном изменении рН крови (7,07) отмечено снижением Са общего и Са ++, что сопровождалось снижением работоспособности на 8,1% по сравнению со среднегрупповыми данными.

В клинической кардиологии описаны изменения ЭКГ при нарушении электролитного обмена [3, 4].

Без участия ионов Са невозможна нормальная работа сердца. Ионы Са сами по себе не влияют на величину электрического потенциала на клеточной мембране мышечного волокна, но изменяют проницаемость клеточной мембраны к ионам калия. Повышение концентрации Са ведет к увеличению проницаемости клеточной мембраны ионам калия в раннем периоде реполяризации, что отражается на ЭКГ в укорочении интервала - Т. Гипокальциемия ведет к уменьшению проницаемости клеточной мембраны мышечного волокна к ионам калия и к увеличению продолжительности начальной фазы реполяризации, что отражается увеличением интервала - Т на ЭКГ.

Обследование 23 высококвалифицированных футболистов в возрасте 17-28 лет показало, что у более молодых спортсменов с нарушением процессов реполяризации отмечалось нарушение ритма, более высокая ЧСС и повышенное АД на фоне увеличенного уровня Са в крови. У футболистов с высоким уровнем Са в крови в 41,7% случаев отмечалось нарушение реполяризации миокарда, в 16,6% - нарушение ритма. В 50% случаев в ортопробе на ЭКГ отмечалась неадекватная реакция, а в 33,3% случаев после велоэргометрии данная патология усиливались. При сниженном уровне Са в крови нарушение реполяризации миокарда зарегистрировано в 33,3% случаев, нарушение ритма - в 11,1%. В 22,2% случаев в ортопробе отмечалась неадекватная реакция, а после велоэргометрии нарушения в ЭКГ усиливались.

В качестве примера приводим данные спортсмена Г. 26 лет, мастера спорта по футболу. На ЭКГ (рис. 1) отмечалось нарушение процессов реполяризации нижней стенки миокарда левого желудочка дистрофического генеза с ухудшением состояния нижнебоковой стенки миокарда после велоэргометрии.

Показатели обмена кальция в покое у футболиста Г. ниже средних значений по группе (рис 2).

Выводы

Характер изменений Са в крови отражает функциональное состояние организма спортсменов, и поэтому эти данные можно использовать как дополнительные диагностические критерии, позволяющие судить об интенсивности минерального и энергетического обмена, а также о возможности своевременного выявления пред-патологических состояний.

У спортсменов Са относится к «минералам риска». Появление мышечных судорог после тренировок и соревнований требует дополнительного приема микроэлементов, содержащих Са и витамин Б.

Измененный уровень Са в крови может служить прогнозом возникновения травматологических заболеваний и нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы.

Своевременная коррекция минерального состава и микроэлементов является важнейшим средством профилактики травматизма и нарушений в работе сердца у спортсменов в условиях использования напряженных тренировочных и соревновательных нагрузок.

2,7

2,65

2,6

2,55

2,5

2,45

Кальций

Средняя в группе  Спортсмен Г. с нормальной ЭКГ

Рис. 2. Са в крови у спортсмена Г. и средние данные по группе

Литература

1. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрес-сорным ситуациям и физическим нагрузкам. - М.: Медицина, 1988. - 250 с.

2. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. - М.: Медицина, 2000. - 540 с.

3. Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии. -М., 1999. - 524 с.

4. Исаков И.И., Кушаковский М. С., Журавлева Н.Б. Клиническая электрокардиография. - Л.: Медицина, 1984. - 272 с.