Метаболические реакции организма высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта в условиях соревновательной деятельности

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ОРГАНИЗМА ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ ЦИКЛИЧЕСКИХ ВИДОВ СПОРТА В УСЛОВИЯХ СОРЕВНОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

И.Л. РЫБИНА,

Республиканский научно-практический центр спорта, Республика Беларусь;

Е.А. ШИРКОВЕЦ, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК

Аннотация

В статье представлены результаты изучения метаболических реакций организма спортсменов высокой квалификации циклических видов спорта в условиях соревновательной деятельности. Оценка реакции организма проводилась на соревнованиях различного уровня -от контрольных стартов до крупных международных соревнований, включая Олимпийские игры. В исследовании обобщены результаты анализа биохимических показателей, полученных в лыжных гонках, биатлоне и плавании. Выявлена вариативность параметров, характеризующих метаболический ответ организма спортсменов на соревновательную деятельность.

Ключевые слова: спортсмены высокой квалификации, соревновательная деятельность, биохимические показатели, метаболические ответы.

Abstract

The article presents the results of a study of metabolic reactions in the organism of highly qualified sportsmen of cyclic sports in terms of competitive activity. Evaluation of body reaction was carried out at different levels of competition - from qualification starts to major international competitions, including the Olympic Games. In IP - the following summarizes the results of the analysis of biochemical parameters obtained in cross-country skiing, biathlon and swimming. The revealed variability of the parameters characterizing the metabolic response of athletes to competitive activity.

Key words: elite athletes, competitive activity, biochemical parameters, metabolic responses.

Введение

Адаптация организма спортсмена к соревновательной деятельности обеспечивается множеством биохимических реакций, изучение которых дает информацию о степени метаболического ответа на высокоинтенсивные физические нагрузки. При реализации соревновательной деятельности максимальные требования предъявляются к работе функциональных систем организма, которые обеспечивают выполнение нагрузок на пределе физических возможностей.

Детальный анализ метаболических аспектов соревновательной деятельности является актуальным при рациональном построении тренировочного процесса [1-3]. Получаемая информация является чрезвычайно важной в системе медико-биологического мониторинга процесса подготовки спортсменов. Оценка индивидуальных реакций на напряженную физическую деятельность основывается на анализе метаболического ответа на экстремальные нагрузки в условиях соревнований.

До настоящего времени в специальной литературе недостаточно освещены изменения клинико-лабора-торных показателей в условиях соревновательной деятельности спортсменов высокой квалификации. В ряде исследований были изучены изменения биохимических показателей после преодоления дистанций большой длины в легкоатлетическом беге и лыжных гонках [4-8]. Оценка активности сывороточных ферментов в процессе

соревновательной дистанции дает информацию о воздействии предельной мышечной нагрузки на состояние клеточных мембран [2-5]. Повышение активности ферментов в результате соревновательных нагрузок является следствием не только нарушения проницаемости клеточных мембран, но также результатом повышенного синтеза энзимов в органах и тканях при интенсивных мышечных нагрузках. Возрастающий кровоток также может быть одной из причин возникновения гипер-ферментемий вследствие интенсификации циркуляции крови в органах и тканях.

Цель исследования

Изучение метаболических реакций организма спортсменов циклических видов спорта в условиях соревновательной деятельности.

Материалы и методы исследований

Оценка соревновательной деятельности проводилась на соревнованиях различного уровня - от контрольных тренировок до крупных международных соревнований, включая Олимпийские игры в Ванкувере. В исследовании обобщены результаты оценки метаболических реакций соревновательной деятельности 26 стартов в лыжных гонках, 133 - в биатлоне и 25 - в плавании. Клинико-лабораторные исследования проводились после преодоления различных соревновательных дистанций в перечисленных видах спорта.

Результаты и их обсуждение

В таблице 1 представлены сведения о степени мобилизации гликолитического механизма энергообеспечения в ходе преодоления соревновательной дистанции у представителей циклических дисциплин.

Представленные данные дают возможность оценить активность анаэробного гликолиза с учетом пола спортсменов, длины дистанции, а также характера мышечной деятельности. Среднегрупповые величины максимальной концентрации лактата у пловцов на дистанции 100 м было достоверно выше по сравнению с дистанцией 50 м как у женщин, так и у мужчин

(Р < 0,05). Это обусловлено тем, что при увеличении длины соревновательной дистанции в ресинтезе АТФ снижается вклад креатинфосфокиназного механизма, и возрастает роль анаэробного гликолиза. В биатлоне более низкая активация гликолитического механизма энергообеспечения отмечается у представителей женского пола по сравнению с мужчинами. Данный аспект наиболее ярко выражен на финише соревнований на лыжероллерах в спринте и гонке с 4 огневыми рубежами, где выявлены достоверно более низкие значения концентрации лактата у женщин по сравнению с мужчинами (Р < 0,05).

Таблица 1

Показатели максимального накопления лактата (ммоль/л) при различных видах соревновательной деятельности у представителей циклических видов спорта

Вид спорта Женщины Мужчины

п X ± SD £х шт тах п X ± SD Sx тт тах

Биатлон (спринт, лыжероллеры) 27 13,8 ± 2,3* 0,4 10,6 19,1 46 15,4 ± 2,7 0,4 10,3 22,1

Биатлон (гонка с 4 огневыми рубежами, лыжероллеры) 8 14,1 ± 1,4* 0,5 12,1 15,9 16 16,8 ± 2,8 0,7 12,3 23,3

Биатлон (спринт, лыжи) 25 13,1 ± 2,2 0,4 8,0 17,5 11 14,1 ± 2,6 0,8 10,5 18,8

Плавание (50 м) 16 10,5 ± 2,8 0,7 7,0 14,5 9 10,6 ± 2,9 0,9 8,0 17,2

Плавание (100 м) 16 14,4 ± 2,0+ 0,5 10,1 17,2 21 13,8 ± 2,5+ 0,5 8,3 17,9

Примечания:

* Различия достоверны по сравнению с мужчинами, Р < 0,05. + Различия достоверны по сравнению с дистанцией 50 м, Р < 0,05.

Эффективность срочного восстановления существенным образом зависит от скорости ресинтеза лактата после нагрузок, требующих максимальной мобилизации гликолитической системы энергообеспечения [5]. Скорость утилизации лактата у биатлонистов находилась в интервале 11,4-52,6% у женщин, и 5,4-58,2% у мужчин. Сравнительный анализ скорости утилизации лактата

33,1

31,6

32,7

Женщины 33,1 31,6 32,7

Мужчины 24,9 23,6 25,6

Ф  Женщины  Мужчины

Рис. 1. Среднегрупповые данные

выявил достоверно более высокие показатели у женщин по сравнению с мужчинами на финише соревнований на лыжероллерах в спринте (Р < 0,05) (рис. 1).

Метаболические характеристики скорости элиминации лактата после мышечной работы зависят от большого количества факторов. Наиболее важными из них являются: достигнутая концентрация лактата, скорость его перехода из мышц в кровь, интенсивность кровообращения, интенсивность метаболизма в печени и мышцах, продолжительность работы гликолитической направленности, а также характер восстановительных мероприятий.

В лыжных гонках выявлена обратная достоверная корреляционная зависимость между значением гемато-крита, гемоглобина и средней концентрации гемоглобина в одном эритроците (МСНС) с одной стороны, и показателями элиминации лактата с другой (^ < 0,05). Более высокие кислородтранспортные возможности способствуют лучшей утилизации лактата, позволяя продуктам распада в условиях лучшего снабжения кислородом быстрее диффундировать из мышц в кровь и элиминироваться из организма.

В процессе исследований выявлена реципрокная связь посленагрузочных показателей активности КФК и концентрации глюкозы в периферической крови (^ < 0,05), то есть чем выше был показатель КФК, тем ниже концентрация глюкозы. Это, возможно, обусловле-

С*)

но различным вкладом креатинфосфокиназного и гли-колитического механизмов в общее энергообеспечение мышечной деятельности. Если креатинфосфокиназный механизм задействован в большей степени, то уровень КФК соответственно возрастает, а глюкоза в ходе анаэробного гликолиза и аэробных процессов расходуется в меньшей степени, и наоборот.

Достоверная корреляционная зависимость отмечена для показателей количества тромбоцитов и концентрации триглицеридов в периферической крови < 0,05), а также между содержанием гемоглобина и гематокритом, содержанием лейкоцитов и гранулоцитов в периферической крови (^ < 0,05).

Концентрация сывороточных ферментов после финиша соревновательной дистанции лыжников-гонщиков связана с воздействием предельной мышечной нагрузки на состояние клеточных мембран. Наибольшие изменения отмечены в отношении активности фермента КФК (рис. 2).

Как следует из данных графиков, динамика средних величин имеет тенденцию к более высоким значениям активности КФК при преодолении соревновательных дистанций свободным стилем по сравнению с классическим. Данная тенденция обусловлена специфичностью мышечных ферментативных реакций и различиями в степени вовлечения мышечных групп разного типа

900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

I 1 ' 374,3

Щ 258,3

15 км 15 км 30 км

классический свободный свободный

а) мужчины

600 500 400 300 200 100 0

I 216,7 1214,3

10 км 10 км ' 15 км

классический свободный свободный

б) женщины

Рис. 2. Среднегрупповые данные и размах вариации показателей активности КФК

при выполнении мышечной нагрузки свободным и классическим стилем.

Максимальные значения активности АСТ на финише соревновательных дистанций были 48 и 56 ед./л для мужчин и женщин соответственно, тогда как показатели активности АЛТ не выходили за верхние пределы по-пуляционных норм, они составили 32 ед./л для мужчин, и 38 ед./л для женщин.

Концентрация мочевины на финише соревновательных дистанций находилась в интервале от 4,4 до 9,0 ммоль/л у мужчин и от 3,5 до 9,5 ммоль/л у женщин. Среднегрупповые данные прироста ее концентрации (%) по отношению к исходным данным составили 18,6-32,2% мужчин и 14,4-18,7% у женщин.

С увеличением длины соревновательной дистанции отмечена тенденция к увеличению постнагрузочного количества лейкоцитов и их прироста по отношению к исходному значению. Индивидуальная динамика клеточного состава крови под влиянием соревновательных нагрузок свидетельствуют о возрастании количества лейкоцитов в 2,7-3,7 раза. Она зависит как от длины дистанции, так и характера соревновательной деятельности. Постнагрузочный лейкоцитоз характеризовался нейтрофильной фазой, о чем свидетельствовало статистически достоверное увеличение абсолютного количества нейтрофилов (Р < 0,05) после финиша соревнова-

тельной дистанции, а также незначительная динамика лимфоцитов. Миогенный лейкоцитоз носит в большей степени перераспределительный характер, обусловленный выходом в свободную циркуляцию прикрепленных к эндотелию сосудов клеток маргинального или краевого пула. Следует отметить также, что при напряженной мышечной деятельности может наблюдаться активация гемопоэза и мобилизация клеток нейтрофильного ряда из резерва костного мозга.

Заключение

Наибольшие изменения клинико-лабораторных показателей на финише соревновательных дистанций определяются степенью нарушения энергобаланса в результате предельной мобилизации функциональных систем организма. В результате анализа данных исследований, выполненных с участием спортсменов циклических видов спорта высокой квалификации, выявлена степень вариативности параметров, характеризующих метаболический ответ на соревновательную нагрузку. Анализ связи спортивного результата с характером метаболической адаптации, который определяет уровень подготовленности спортсменов, дает возможность оценить вклад различных источников энергообеспечения в обеспечение напряженной мышечной деятельности.

Литература

1. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения / В.Н. Платонов. - Киев: Олимпийская литература, 2004. - 808 с.

2. Ширковец Е.А. Оценка реакции организма спортсменов на соревновательную деятельность разной длительности // Вестник спортивной науки. - 2014. -№ 5. - С. 27-30.

3. Ширковец Е.А., Тен А.М. Биоэнергетическая характеристика соревновательной деятельности пловцов // Вестник спортивной науки.- 2012. - № 1. - С. 21.

4. Lippi G., Schena F, et all. Acute variation of biochemical markers of muscle damage following a 21-km, half-marathon run // Scand. J. Clin. Lab. Invest. - 2008. -No. 68 (7). - Pp. 667-672.

5. Bird S.R., Linden M., Hawley J.A. Acute changes to biomarkers as a consequence of prolonged strenuous running // Ann Clin. Biochem. - 2014. - No. 51. -Pp. 137-150.

6. Fukuba Y. Effect of endurance training on blood lactate clearance after maximal exercise // J. Sports Sci. -1999. - No. 3. - Pp. 239-248.

7. Significant variation of traditional markers of liver injury after a half-marathon run / G. Lippi [at al.] // Eur. J Intern Med. - 2011. - No. 22 (5). - Pp. 36-38.

8. Smith J.E., Garbutt G, Lopes P., Pedoe D.T. Effects of prolonged strenuous exercise (marathon running) on biochemical and hematological markers used in the investigation of patients in the emergency department // Br. J. Sports Med. - 2004. - No. 38 (3). - Pp. 292-294.

References

1. Platonov V.N. The system of training athletes in Olympic sports. The general theory and its practical applications / V.N. Platonov. - Kiev, Olympic Literature, 2004. - 808 p.

2. Shirkovets E.A. Evaluation of the body's reaction to the competitive activity of sportsmen of various duration // Vestnik sportivnoy nauki. - 2014. - No. 5. -Pp. 27-30.

3. Shirkovets E.A. Ten A.M. Bioenergy characteristics of competitive activity of swimmers // Vestnik sportivnoy nauki. - 2012. - No. 1. - Pp. 21-23.

4. Lippi G, Schena F, et all. Acute variation of biochemical markers of muscle damage following a 21-km, half-marathon run // Scand. J. Clin. Lab. Invest. - 2008. -No. 68 (7). - Pp. 667-672.

5. Bird S.R., Linden M., Hawley J.A. Acute changes to biomarkers as a consequence of prolonged strenuous running // Ann Clin. Biochem. - 2014. - No. 51. -Pp. 137-150.

6. Fukuba Y. Effect of endurance training on blood lactate clearance after maximal exercise // J. Sports Sci. -1999. - No. 3. - Pp. 239-248.

7. Significant variation of traditional markers of liver injury after a half-marathon run / G. Lippi [at al.] // Eur. J Intern Med. - 2011. - No. 22 (5). - Pp. 36-38.

8. Smith J.E., Garbutt G, Lopes P., Pedoe D.T. Effects of prolonged strenuous exercise (marathon running) on biochemical and hematological markers used in the investigation of patients in the emergency department // Br. J. Sports Med. - 2004. - No. 38 (3). - Pp. 292-294.