Биохимическая адаптация организма лыжников-гонщиков к высокоинтенсивным физическим нагрузкам в равнинных и горных условиях

БИОХИМИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ ОРГАНИЗМА ЛЫЖНИКОВ-ГОНЩИКОВ К ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫМ ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ В РАВНИННЫХ

И ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ

И.Л. РЫБИНА, НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь, г. Минск

Аннотация

В статье представлены результаты изучения процессов биохимической адаптации организма высококвалифицированных лыжников-гонщиков (МСМК) к тренировочным нагрузкам в горных и равнинных условиях. Показано, что тренировочные нагрузки в горных и равнинных условиях сопровождаются активацией кислородтранспортных свойств крови, лейкоцитарного и тромбоцитарного звеньев кроветворения, возрастанием активности метаболических процессов и т.д.

Ключевые слова: лыжники, адаптация, среднегорье, биохимия, кровь.

Abstract

This paper presents results of research on adaptation of elite ski racers (sports masters) to training loads in flatland and mountain conditions. It is shown that training in flatland and mountain conditions leads to activation of blood oxygen-transport properties, leukocyte and thrombocyte components of blood formation, increase of metabolic activity and so on.

Key words: skiers, adaptation, middle mountain, biochemistry, blood.

Введение

Использование горной подготовки в спорте высших достижений способствует повышению функциональных возможностей организма спортсменов и росту спортивных результатов, что в большей степени характерно для спортсменов, тренирующихся в видах спорта на выносливость, в частности в лыжных гонках [1-7].

Эффективность подготовки спортсменов в горных условиях зависит от многочисленных факторов, ведущими из которых являются: уровень высоты над уровнем моря, длительность пребывания в горах, особенности процесса акклиматизации, организация тренировочного процесса в период пребывания в горах, реакклиматизация после спуска с гор и т.д. Кроме того, для получения соответствующего положительного эффекта тренировок в горных условиях необходимо принимать во внимание стаж и частоту пребывания в горах, квалификацию и возраст спортсмена, а также индивидуальную восприимчивость к гипоксии, которая является генетически детерминированной. При подготовке в условиях гор кроме гипоксии на организм спортсмена оказывают влияние пониженное атмосферное давление, резкие смены дневных и ночных температур, низкая абсолютная влажность воздуха, интенсивная солнечная радиация, сильные ветры, усиливающие охлаждающий эффект, высокая ионизация воздуха, а также другие физические и химические факторы, пока недостаточно изученные [1,

8, 9]. Сочетанное воздействие этих факторов определяет основные механизмы адаптации к условиям горного климата [10-13]. Одним из самых ранних и наиболее существенных влияний на организм человека является гипоксия, которая вызывает определенные нарушения деятельности кровообращения, дыхательной и нервной систем организма. В зависимости от тренированности

спортсмена и его индивидуальных физиологических особенностей влияние гипоксических факторов в горных условиях может проявляться в различной степени. Напряженная тренировочная деятельность в условиях гипоксии сопровождается мобилизацией резервных возможностей организма спортсмена. Адаптация к гипоксии начинается с перестройки систем и функций, подготавливая организм к недостатку кислорода, что сопровождается увеличением содержания кислорода в мышцах и тканях. В результате адаптации происходят соответствующие перестройки в деятельности органов дыхания и кровообращения, состоянии нервной и эндокринной систем, мышечного аппарата и т.д.

Несмотря на значительное количество исследований, посвященных изучению состояния внутренней среды организма спортсменов в условиях горной подготовки, исследование процессов биохимической адаптации организма спортсменов к тренировочным нагрузкам в горах по-прежнему является актуальной задачей в связи с большим количеством факторов, влияющих на процесс горной адаптации.

Цель исследования - проанализировать влияние тренировочных нагрузок в горных и равнинных условиях на состояние внутренней среды организма высококвалифицированных лыжников-гонщиков.

Материалы и методы

Изучение воздействия тренировочных нагрузок на организм высококвалифицированных лыжников-гонщиков проводилось в годичном цикле подготовки 2009-2010 гг. в равнинных и горных условиях. Под наблюдением находилось 8 высококвалифицированных спортсменов, имеющих квалификацию мастера спорта международного класса (МСМК) (4 мужчины и 4 женщины).

а

Исследования проводились в начале каждого микроцикла. Забор крови осуществляли из пальца утром натощак. Гематологические исследования проводили на портативном гематологическом анализаторе QBC Autoread plus (Beckton Dickinson, США). Биохимические исследования осуществляли с использованием фотометра РМ 2111 (Солар, Республика Беларусь) и реагентов ЗАО «ДИАКОН-ДС» (Россия). Определение кортизола и тестостерона проводилось иммуноферментным методом с использованием плашечного фотометра «SUNRISE» (Франция). Статистическая обработка данных включала описательную статистику и сравнительный анализ с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты исследований и их обсуждение

Для сравнительного анализа биохимические и гематологические показатели в течение годичного цикла подготовки были разделены на 2 группы: исследования в равнинных и горных условиях. Равнинные условия характеризовались высотой 180-261 м, а горные -1000-1700 м над уровнем моря. На протяжении периода наблюдений обработаны данные 319 обследований (180 - у мужчин и 139 - у женщин). Полученные результаты представлены в таблице.

Сравнительный анализ гематологических и биохимических показателей высококвалифицированных лыжников-гонщиков (мужчины (п = 4) и женщины (п = 4)) в условиях подготовки

в равнинных и горных условиях

Показатели Женщины Мужчины

Равнинные условия

Лейкоциты, 109/л 6,51±0,80 7,60±0,43 6,46±0,52 8,17±0,41*

Гемоглобин, г/л 140,9±1,6 142,4±1,1 164,8±1,0 167,5±0,6*

Гематокрит, % 42,3±0,5 43,7±0,3* 48,9±0,4 50,6±0,2*

МСНС, г/дл 33,7±0,1 32,1±0,1* 33,9±0,1 32,7±0,1*

Тромбоциты, 109/л 182,3±14,2 267,9±5,9* 224,5±8,9 275,6±4,9*

Нейтрофилы, % 52,53±3,81 60,89±1,94 51,61±2,51 58,95±1,41

Лимфоциты, % 35,32±3,13 38,38±1,84 39,89±1,87 40,31±1,36

Нейтрофилы, 109 4,32±1,19 4,69±0,43 6,45±1,34 5,41±0,43

Лимфоциты, 109/л /л 2,04±0,19 2,59±0,11 2,86±0,30 3,07±0,10

Мочевина, ммоль/л 5,53±0,24 5,47±0,16 5,38±0,19 5,06±0,12

КФК, ед./л 216,2±19,9 214,8±11,3 296,2±29,2 297,9±20,3

Глюкоза, ммоль/л 4,34±0,10 4,61±0,10 4,51±0,13 4,75±0,09

АСТ, ед./л 30,73±1,45 30,93±1,13 28,08±1,55 29,36±1,07

АЛТ, ед./л 20,82±1,43 24,73±1,13 15,89±1,00 23,64±0,80

Триглицериды, ммоль/л 0,66±0,03 0,64±0,03 0,71±0,04 0,65±0,03

Калий, ммоль/л 4,92±0,10 4,65±0,17 4,58±0,15 4,54±0,12

Магний, ммоль/л 0,99±0,03 1,01±0,03 1,08±0,03 1,09±0,02

Кортизол, нмоль/л 721,9±48,6 897,8±56,9 874,38±11,6 1016,3±44,5*

Тестостерон, нмоль/л 1,58±0,24 1,80±0,14 13,32±0,24 12,92±0,83

Примечание. * Различия достоверны в сравнении с равнинными условиями, Р < 0,05.

Кроме того, рассчитаны среднегрупповые данные биохимических и гематологических показателей на каждом этапе и проведен анализ динамики среднегрупповых показателей, а также индивидуальных данных обследуемых спортсменов на этапах горной и равнинной подготовки.

Как следует из данных таблицы, среднегрупповые показатели биохимических и гематологических показателей как в горных, так и в равнинных условиях в целом находились в пределах референтных диапазонов. У спортсменов мужского пола в горных условиях отмечались достоверно более высокие значения показателей, ха-

рактеризующих кислородтранспортные и реологические свойства крови по сравнению с равнинными условиями: гемоглобина (167,5±0,6 и 164,8±1,0 г/л соответственно) и гематокрита (50,6±0,2 и 48,9±0,4% соответственно) (Р < 0,05). У лыжниц-гонщиц в горах наблюдался достоверно более высокий гематокрит по сравнению с равниной (43,7±0,3 и 42,3±0,5% соответственно) (Р < 0,05).

Следует обратить внимание на достоверно более низкие показатели средней концентрации гемоглобина в эритроците (МСНС) в горных условиях, чем на равнине, как у мужчин, так и у женщин (Р < 0,05). Возможно, это обусловлено в большей степени появлением в пери-

ферической крови эритроцитов большего размера при тренировке в горных условиях, что может свидетельствовать об активации процессов эритропоэза и омоложении клеток эритроидного ряда. Эффект возрастания кисло-родтранспортных возможностей крови при выполнении физических нагрузок в горных условиях существенным образом различается у обследуемых спортсменов. Так, например, возрастание гемоглобина в период проживания и тренировок на высоте 1700 м над уровнем моря у одного спортсмена было незначительным (с 165,5±0,5 до 167,5±1,7 г/л), в то время как у другого спортсмена отмечалось достоверное увеличение среднего значения этого показателя с 154,0±2,0 до 165,5±3,2 г/л) (Р < 0,05). Это может быть связано как с характером переносимости тренировочных нагрузок в горах, так и с генетической составляющей, связанной с ответом организма спортсмена на влияние гипоксии.

Из биохимических показателей, выходящих за пределы границ референтных диапазонов, обращает на себя внимание повышение уровня кортизола у обеих групп обследованных как в равнинных, так и в горных условиях (у женщин 721,9±48,6 нмоль/л в равнинных и 897,8±56,9 нмоль/л в горных условиях, у мужчин 874,4±11,6 и 1016,3±44,5 нмоль/л соответственно, Р < 0,05). Обращает на себя внимание факт, что тренировочный процесс в горных условиях сопровождался значительным повышением уровня кортизола по сравнению с тренировкой на равнине, что свидетельствует о высокой стрессорности тренировочных нагрузок в горах. Вследствие нагрузок на мышечный аппарат наблюдалось увеличение активности КФК у обеих групп спортсменов. При этом активность КФК у мужчин на всех этапах подготовки была выше по сравнению с женщинами, вероятно, вследствие большего объема у них мышечной массы.

Активация тромбоцитарного звена кроветворения сопровождалась достоверным увеличением количества тромбоцитов в горных условиях: у женщин с 182,3±14,2Х 109/л до 267,9±5,9Х 109/л и у мужчин с 224,5±8,9 Х 109/л до 275,6±4,9Х 109/л (Р < 0,05). Примечательным является наблюдаемая особенность активации лейкоцитарного ростков кроветворения в горных условиях. Возрастание содержания лейкоцитов в периферической крови в горных условиях у обеих групп обследуемых спортсменов (у мужчин достоверное

увеличение с 6,46±0,52Х 109/л до 8,17±0,41Х 109/л), возможно, обусловлено повышением продукции этих клеток в костном мозге, вызванной влиянием факторов горного климата на характер протекания адаптационных процессов в ходе напряженной физической деятельности. С другой стороны, увеличение лейкоцитов может быть вызвано стрессорностью тренировочных нагрузок и свидетельствует о наличии реакции хронического стресса у некоторых спортсменов. На это может указывать также то обстоятельство, что увеличение содержания лейкоцитов в горных условиях по сравнению с равниной происходило в большей степени за счет клеток нейтрофильного ряда, что характерно для реакции хронического стресса. Кроме того, в некоторой степени на вышеизложенные процессы может оказывать влияние миогенный лейкоцитоз под влиянием напряженной мышечной деятельности, т.е. переход пристеночного пула лейкоцитов в циркулирующее русло периферической крови.

Выводы

1. Адаптация организма высококвалифицированных лыжников-гонщиков к высокоинтенсивным физическим нагрузкам в горных условиях сопровождалась улучшением кислородтранспортных свойств крови и активацией процессов эритропоэза, что более выражено у представителей мужского пола.

2. Анализ динамики содержания гемоглобина свидетельствует о наличии индивидуальных различий его изменения у обследуемых спортсменов, обусловленных характером построения тренировочных нагрузок в горных условиях, а также индивидуальными особенностями организма спортсменов, в том числе, возможно, и генетической составляющей, что необходимо учитывать для индивидуализации тренировочного процесса в горах.

3. Тренировочный процесс в горных условиях характеризовался возрастанием активности процессов метаболизма с некоторым преобладанием катаболических процессов.

4. Выполнение напряженной мышечной работы в горных условиях связано с активацией лейкоцитарного и тромбоцитарного звеньев кроветворения по сравнению с тренировками на равнине и в большинстве случаев сопровождается адаптационными реакциями хронического стресса.

Литература

1. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения / В.Н. Платонов. - М.: Советский спорт, 2005. - 820 с.

2. Wilmore J.H. Physiology of sport and exercise / J.H. Wil-more, D.L. Costill. -Illinois: Human Kinetics, 2004. - 726 p.

3. Манжосов В.Н. Тренировка лыжников-гонщиков (очерки теории и методики).- М.: Физкультура и спорт, 1986. - С. 67-95.

4. Суслов Ф.П. Спортивная тренировка в условиях среднегорья / Ф.П. Суслов, Е.Б. Гиппенрейтер, Ж.К. Холодов. - М.: РГАФК, 1999. - 202 с.

5. Суслов Ф.П. Тренировка в условиях среднегорья как средство повышения спортивного мастерства: авто-реф. дис. ... д-ра пед. наук. - М., 1985.- 48 с.

6. Фомин С.К., Махонин А.Д., Пивоваров В.И. Подготовка лыжников в условиях среднегорья. - Киев: Академия, 1984.

7. Кожевников В.В. Эффективность тренировочного процесса в условиях среднегорья // Лыжный спорт. -1985. - № 1. - С. 23-25.

8. Колб Дж. Факторы окружающей среды // Спортивная медицина. - Киев: Олимпийская литература,

2003. - С. 265-280.

9. Sutton J.R., Balcomb A., Killian K, Green HJ, Young PM, Cymerman A., Reeves J, Hauston C.S. Breathlessness at Altitude // Breathlessness. The Cambell Simposium. - Toronto: Baehringer Ingelheim. Inc., 1992. - P. 143-148.

10. Колчинская А.З. О физиологических механизмах, определяющих тренирующий эффект средне- и высокогорья // Теория и практика физической культуры. -1990.- № 4. - С. 39-43.

11. Маджуга В.И. Исследование влияния многократного пребывания в среднегорье на работоспособность

спортсменов (на примере лыжников-гонщиков): автореф. дис. ... канд. пед. наук. - М., 1972. - 17 с.

12. Меерсон Ф.З. Основные закономерности индивидуальной адаптации // Физиология адаптационных процессов. - М.: Наука, 1986.- С. 10-76.

13. Булатова М.М. Спортсмен в различных климатогеографических и погодных условиях / М.М. Булатова, В.Н. Платонов. - Киев: Олимпийская литература, 1996. - 176 с.

References

1. Platonov V.N. System for olympic athletes preparation/ General theory and its practical applications. - M.: Sovetsky sport, 2005. - 820 p.

2. Wilmore J.H. Physiology of sport and exercise / J.H. Wilmore, D.L. Costill. - Illinois: Human Kinetics,

2004. - 726 p.

3. Manjosov V.N. Training of ski racers (sketches of theory and methodics). - M.: Fizkultura i sport, 1986. - P. 67-69

4. Suslov F.P. et al. Sports training in middle mountain conditions. - M.: RGAFK, 1999. - 202 p.

5. Suslov F.P. Training in middle mountain conditions as means for sports skill increase: autoref. thesis of dr. of pedagogic sciences. - M., 1985. - 48 p.

6. Fomin S.K., Mahkonin A.D., Pivovarov VI. Preparation of skiers in middle mountain conditions. - Kiev: Akademia, 1984.

7. Kozhevnikov V.V. Efficiency of training process in middle mountain conditions // Lizhny sport. - 1985. -№ 1. - P. 23-25.

8. Kolb J. Environment factors // In: Sports medicine. -Kiev: Olimpijskaya literatura, 2003. - P. 265-280.

9. SuttonJ.R, Balcomb A., Killian K, Green HJ, YoungP.M., Cymerman A., Reeves J., Hauston C.S. Breathlessness at Altitude // Breathlessness. The Cambell Simposium. - Toronto: Baehringer Ingelheim. Inc., 1992. - P. 143-148.

10. Kolchinskaya A.Z. On physiologic mechanisms determining training effect of middle and high mountain // Teoriya i praktika fizicheskoi kultury. - 1990. - № 4. -P.39-43.

11. Majuga VI. Research of influence of multiple middle mountain condition training upon athlete working capacity (on example of ski racers): autoref. thesis of candidate of pedagogic sciences. - M., 1972. - 17 p.

12. Bulatova M.M., Platonov V.N. Athlete in different geographic conditions. - Kiev: Olimpijskaya literatura, 1996. - 176 p.