Дифференцированность эвакуации различных пищевых завтраков в покое и при мышечной деятельности

А.В. Речкалов, О.Л. Пшеничникова, О.В. Балберова, К.М. Муравьев

Курганский государственный университет

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОСТЬ ЭВАКУАЦИИ

РАЗЛИЧНЫХ ПИЩЕВЫХ ЗАВТРАКОВ В ПОКОЕ И ПРИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Энергетическое обеспечение напряженной мышечной деятельности зависит от согласованной работы центральных, исполнительных звеньев, а также систем вегетативного обеспечения. К числу последних относится пищеварительный тракт, выполняющий ключевую роль на подготовительном этапе обменных процессов [1-3].

Понимание механизмов действия мышечного напряжения на функциональное состояние моторно-эва-куаторной деятельности желудочно-кишечного тракта, его реакции на прием различных по природе пищевых субстратов позволит избежать нежелательных последствий влияния мышечных нагрузок различного характера и интенсивности на организм человека, выработать оптимальный режим питания и тренировок, а также существенно дополнить знания об использовании мышечных упражнений в оптимизации функций желудочно-кишечного тракта и лечении целого ряда гастроэнтерологических заболеваний [4-7].

Целью настоящего исследования стало изучение дифференцированности эвакуаторного процесса в зависимости от нутритивного состава желудочного содержимого у лиц с разной степенью адаптации к мышечным нагрузкам преимущественно аэробной и анаэробной направленности.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании принимали участие 129 испытуемых-добровольцев мужского пола в возрасте 18-24 лет. Все они прошли углубленное медицинское обследование и по состоянию здоровья были отнесены к основной медицинской группе.

По условиям эксперимента, все испытуемые были разделены на три группы. Контрольную группу (п=58) составили лица, уровень повседневной двигательной активности которых ограничивался 4 часами занятий в неделю согласно программе по физической культуре для высших учебных заведений. Во вторую группу были включены высококвалифицированные спортсмены, имеющие разряд кандидата в мастера спорта (КМС) и мастера спорта (МС), тренирующиеся со ско-ростно-силовой направленностью (п=35). Данная груп-

па была представлена борцами греко-римского стиля, самбистами. В третью группу вошли спортсмены высокой квалификации (лыжники, легкоатлеты-стайеры -1 разряд, КМС, МС), развивающие качество выносливости (п=36). Основанием для такого деления послужили различия в уровне и специфике двигательной активности у данных спортсменов, обусловленные биоэнергетическим режимом тренировочно-соревновательной деятельности. Поскольку нагрузки разного характера и продолжительности оказывают на организм человека различное влияние, подобное деление испытуемых неоднократно использовалось исследователями [1, 4, 5].

Для исследования влияния мышечного напряжения на деятельность различных физиологических систем организма человека, в том числе пищеварительной, широкое применение получило использование дозированных велоэргометрических нагрузок. С целью дозирования мышечной нагрузки у всех испытуемых путем прямого определения максимального потребления кислорода (МПК) была исследована максимальная аэробная мощность. В соответствии с полученными показателями для каждого испытуемого была рассчитана мощность нагрузки на уровне 75% от МПК (120-170 Вт). Во всех случаях продолжительность ве-лоэргометрической нагрузки составляла 30 минут, а частота педалирования -75 оборотов в минуту.

Исследование эвакуации пищи из желудка проводили методом динамической ЭВМ-гастросцинтигра-фии [8] на эмиссионном фотонном компьютерном томографе «Fogamma ZLC-75». Эвакуация желудочного содержимого была исследована у 95 добровольцев с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности. Определяли время половинного и полного опорожнения желудка, динамику желудочной эвакуации по 15-минутным интервалам и тип опорожнения желудка в соответствии с классификацией М.И. Девишева и соавт. [9].

В качестве пищевой нагрузки использовали три вида пробных (тестовых) завтраков: углеводный (200 г 10%-й манной каши и 200 мл сладкого чая);

условно - белковый (140 г 10%-й манной каши, 60 г яичного белка и 200 мл сладкого чая); условно - жиро-аТ ё (160 а10%-ё I а( (Т ё ёа0 ё, 40 апёёаТ -н Т а I апёа ё2001 ёпёаааа +ау). Апа оапа ай а дааббаёё ё! аёё Т аё( аа ай а Т айа! (4001 ё), а [ пёпбём бё|э ё 61 [10].

I аба! абё+апёау Т абааТ беа Т Т ёс«м ( й б аа( (й о Т 6Т аТ аёёапй I аа аТ ] аабёабёТ Г Г Т а ё ё| ббаёубёТ [ -Г Т а аГ аёё§а. Ыбабёпбё-^апеф Т абааТ беоТ пой апбаёуёё П I аа ад Г\1ои|э аа\ оа-Оё0 аба. Вадёе^ёу I аэзабпбаа-[ ёааа! й I ё ааёё-^ё! а! ё п-^ёбаёё аТ га ааб( й I ё Т бё аабТ убм пбё (а I а\ аа 95% (р<0,05).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение эвакуаторной способности желудка у лиц с различным уровнем повседневной двигательной активности позволяет говорить о наличии существенных различий в показателях опорожнения желудка, обусловленных как уровнем тренированности, так и составом применяемого пищевого субстрата. Наиболее объективным показателем желудочной эвакуации является показатель половинного опорожнения желудка. Именно он чаще всего используется для характеристики эвакуаторного процесса в клинической и экспериментальной практике.

В условиях физиологического покоя после приема пробного углеводного завтрака наиболее быстро полуэвакуация желудочного содержимого происходила у спортсменов, тренирующихся на выносливость -22,8±2,4 мин (рис. 1). Наиболее длительным этот период был у представителей контрольной группы -27±2,3 мин, а спортсмены, развивающие скоростно-силовые качества, занимали промежуточное положение-24,4±2,2 мин.

Прием пробного белкового завтрака в этих же условиях сопровождался некоторым замедлением опорожнения желудка. Так, показатель половинного опорожнения желудка у спортсменов, развивающих качество выносливости, существенно увеличился до 33,1 ±2,17 мин (р<0,05). У испытуемых контрольной группы и спортсменов, тренирующихся со скоростно-силовой направленностью, также отмечалось замедление желудочной эвакуации соответственно до 33±2,1 и 27,7±1,7 мин, однако выявленные различия были не достоверны.

углеводы | белки | жиры углеводы | белки | жиры покой нагрузка

скоростио-силовые качества 0 выносливость  контрольная группа

Рис. 1. Период половинного опорожнения желудка улиц с

различным уровнем повседневной двигательной активности после приема тестовых завтраков разного состава (п=95). * -различия достоверны по отношению к контрольной группе, р<0,05

Наиболее продолжительный период половинного опорожнения желудка был отмечен после приема пробного жирового завтрака. У испытуемых всех групп замедление времени полуопорожнения желудка было достоверным по отношению к показателям, зарегистрированным после приема пробного углеводного завтрака: у спортсменов, тренирующихся на выносливость, - 33,4±0,84 мин; у атлетов, развивающих ско-ростно-силовые качества, - 32,6±2,38 мин, и у испытуемых контрольной группы - 35±1,93 мин (р<0,05).

Следует отметить, что межгрупповых различий по показателю половинного опорожнения желудка после приема различных пробных завтраков в условиях относительного мышечного покоя выявлено не было.

Анализируя показатели половинного опорожнения желудка в условиях физиологического покоя у представителей разных групп, мы обратили внимание на однотипность реакции со стороны эвакуаторной функции при применении разных пробных завтраков. У спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса и лиц, не занимающихся спортом, в большинстве случаев сохранялась дифференциро-ванность эвакуаторного процесса. Период половинного опорожнения после приема углеводного завтрака был достоверно короче, чем после приема жирового пробного завтрака (табл. 1).

Нарушение этой закономерности наблюдалось у спортсменов, тренирующихся на выносливость, где период полуэвакуации после приема белкового и жирового завтрака практически не различался и по отношению к углеводному завтраку увеличился соответственно на 45±4,6 и 46±1,87% (р<0,05).

У испытуемых контрольной группы процент замедления желудочной эвакуации после приема белкового и жирового тестовых завтраков по отношению к углеводному составил соответственно 22±5,1 и 30±4,3% (р<0,05). У представителей скоростно-силовых видов спорта белковый завтрак эвакуировался медленнее на 14±3,7% (р>0,05), а жировой на 34±5,3% (р<0,05) по отношению к углеводному.

Таблица 1

Дифференцированность эвакуации различных пробных завтраков в покое и после мышечной нагрузки улиц с разным уровнем повседневной двигательной активности

Испытуемые в покое после нагрузки

¡.Контрольная группа(п=35) У < Б < Ж* У < Б* < Ж*л

2. Выносливость (п=30) У < Б* < Ж* У < ЖА < Б

З.Скоростно-силовые качества (п=30) У < Б < Ж* Ж*Л<Б* <У

Примечание: *- различия достоверны по отношению к углеводному завтраку, А - различия достоверны по отношению к белковому завтраку, р<0,05

Таким образом, в условиях относительного мышечного покоя уровень повседневной двигательной активности не являлся значимым в оценке половин-

ного опорожнения желудка. Детерминирующим фактором в этих условиях являлся вид принимаемого пробного завтрака. Полученные данные свидетельствуют о дифференцированном характере желудочной эвакуации: наиболее быстро эвакуировались углеводы, а наиболее продолжительный период полуопорожнения имел место после приема жирового завтрака.

30-минутная велоэргометрическая нагрузка (75% от МПК) оказывала существенное влияние на показатели половинного опорожнения желудка у лиц с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности. Выявленные изменения носили разнонаправленный характер, что было справедливым как в отношении уровня и специфики двигательной активности, так и состава используемого тестового завтрака (рис. 1).

У спортсменов разных специализаций после приема углеводного завтрака наблюдалось торможение эвакуаторной способности желудка, причем у спортсменов, развивающих скоростно-силовые способности, оно было достоверным: в покое - 24,4±2,2 мин, после нагрузки - 34±3,18 мин (р<0,05). У атлетов, развивающих качество выносливости, была обнаружена лишь тенденция к замедлению половинного опорожнения желудка до 29,8±3,2 мин, против 22,8±2,4 мин в условиях физиологического покоя (р>0,1).

В противоположность спортсменам, у лиц, не занимающихся спортом, после мышечной нагрузки и приема углеводного завтрака имело место достоверное сокращение периода желудочной полуэвакуации с 27±2,27 мин до 19±1,7 мин (р<0,05). Подобные изменения, по-видимому, обусловлены более низкой устойчивостью моторно-эвакуаторной функции желудка у лиц, не адаптированных к действию мышечного напряжения, что не могло не отразиться на качестве гидролиза пищевого субстрата.

Таким образом, совместное применение пищевой и мышечной нагрузок сопровождалось разнонаправленными изменениями показателя половинного опорожнения желудка у испытуемых с различным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности.

Эвакуация пробного белкового завтрака также имела существенные различия. Наиболее длительный период полувыведения меченой пищи из желудка был отмечен у спортсменов, тренирующихся на выносливость - 38,8±2,87 мин. У неспортсменов и атлетов, развивающих скоростно-силовые качества, показатель полуопорожнения желудка после выполнения велоэр-гометрической нагрузки и приема белкового завтрака был достоверно ниже, соответственно - 25,8±1,7 мин и 27,2±1,78 (р<0,05). По отношению к условиям физиологического покоя, период половинного опорожнения желудка у спортсменов, тренирующихся на выносливость, увеличился до 117±3,7%. У лиц, не занимающихся спортом, ускорение желудочной эвакуации по отношению к фоновым значениям составило 123±3,8%. У спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, 30-минутная велоэргометрическая нагрузка практически не оказывала влияния на половинное опорожнение желудка при приеме пробного белкового завтрака. 18

Анализируя влияние фактора мышечной нагрузки на эвакуацию желудочного содержимого при приеме углеводного и белкового тестовых завтраков, можно констатировать, что у лиц, адаптированных к действию мышечного напряжения, наблюдается торможение эвакуаторной способности желудка, что в условиях активации симпато-адреналовой системы является оправданной реакцией, позволяющей поддерживать гидролиз пищевого субстрата на оптимальном уровне. У лиц, не адаптированных к систематическим мышечным нагрузкам, наоборот, период опорожнения желудка от углеводной и белковой пищи существенно сокращается.

Следует отметить, что у спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, после мышечной деятельности изменяется дифференцированность эва-куаторного процесса - белковый завтрак эвакуируется быстрее, чем углеводный, соответственно 27,2±1,78 и 34,2±3,18 мин (р>0,01).

Эвакуация пробного жирового завтрака после выполнения мышечной нагрузки происходила более быстро у лиц с высоким уровнем повседневной двигательной активности. У спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, период полувыведения меченой пищи составил 26,3±1,9 мин. У атлетов, тренирующихся на выносливость. этот показатель составил 31±1,67 мин. Эти значения были существенно ниже, чем у лиц, не занимающихся спортом -38,7±2,92 мин (р<0,05). Таким образом, у неспортсменов после выполнения 30-минутной велоэргометричес-кой нагрузки интенсивностью 75% от МПК усиливалась дифференцированность опорожнения желудка от пробных завтраков разного вида: белковый эвакуировался быстрее, чем жировой, но медленнее, чем углеводный (у<б<ж), причем выявленные различия носили достоверный характер.

У спортсменов разных специализаций после выполнения велоэргометрической нагрузки данная зависимость претерпевала изменения. Для спортсменов, тренирующихся на выносливость, она приобретала вид: у<ж<б - то есть жировой пробный завтрак покидал желудок быстрее, чем белковый и медленнее, чем углеводный. У атлетов, развивающих скоростно-си-ловые способности, процесс половинного опорожнения желудка подчинялся зависимости ж<б<у (белковый завтрак эвакуировался медленнее,чем жировой, но быстрее, чем углеводный).

Согласно данным, приводимым М.И. Девишевым и соавт. [8], у лиц молодого возраста чаще встречается линейный (равномерный) тип желудочной эвакуации. В нашем исследовании после употребления пробного углеводного завтрака линейная зависимость наблюдалась у 80% спортсменов, тренирующихся на выносливость, и 16,6% испытуемых контрольной группы. Экспоненциальный тип эвакуации преобладал у спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества - 60%, у испытуемых контрольной группы он же наблюдался в 50% случаев. Степенная зависимость эвакуаторного процесса наблюдалась у 20% спортсменов, тренирующихся на выносливость, у 40% атлетов, развивающих скоростно-силовые способности,

и у 17% неспортсменов. «Застойный» тип опорожнения желудка наблюдался только у 16% испытуемых контрольной группы. Отличительной особенностью эвакуации желудочного содержимого у лиц, занимающихся спортом, можно считать отсутствие равномерного типа у скоростно-силовиков и экспоненциального у спортсменов, развивающих качество выносливости. Также у спортсменов практически не встречался "застойный" тип желудочной эвакуации, который считается наименее благоприятным.

Иная картина наблюдалась после приема пробного белкового завтрака. Добавление к манной каше яичного белка оказывало значительное влияние не только на показатели половинного и полного опорожнения желудка, но и на динамику эвакуации.

Процесс эвакуации пробного белкового завтрака у спортсменов, тренирующихся на выносливость, характеризовался экспоненциальной и степенной зависимостью в равном количестве наблюдений - 50/50%. У атлетов, развивающих скоростно-силовые способности эвакуация пищи из желудка в 75% случаев носила экспоненциальный, а в 25% случаев линейный характер. У испытуемых контрольной группы в этих условиях преобладал равномерный тип желудочной эвакуации, на долю которого приходилось 57,1%. 42,9% имели экспоненциальный характер опорожнения желудка.

У представителей видов спорта, связанных с развитием выносливости, после совместного применения велоэргометрической нагрузки и белкового завтрака в 77,8% случаев была отмечена экспоненциальная модель желудочной эвакуации и в 22,2% - степенная. Наиболее разнообразные варианты желудочного опорожнения в этих условиях наблюдались у спортсменов, развивающих скоростно-силовые способности: 11,1% приходилось на равномерный, 11,1% на степенной и 77,8% на экспоненциальный типы эвакуации.

У лиц, не занимающихся спортом, в 83,3% случаев имела место экспоненциальная зависимость эва-куаторного процесса и в 16,7% - линейная.

Таким образом, у испытуемых с разным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности после 30-минутной велоэргометрической нагрузки и приема пробного белкового завтрака происходило смещение в сторону экспоненциальной модели желудочной эвакуации.

После приема жирового завтрака у испытуемых контрольной группы преобладал степенной тип желудочной эвакуации, который встречался в 75% случаев. У спортсменов, независимо от специфики тренировочно-соревновательной деятельности, в равной мере преобладали линейный и степенной характер опорожнения желудка - по 37,5%. Как уже было ранее отмечено, эвакуация пробного жирового завтрака происходила более равномерно и с меньшими различиями между испытуемыми с разной степенью адаптации к мышечному напряжению.

Под влиянием дозированной мышечной нагрузки существенных изменений в динамике желудочного опорожнения у испытуемых с разным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности вы-

явлено не было. Обращает на себя внимание достаточно ровное распределение испытуемых по выявленным у них типам желудочной эвакуации. У спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, в половине случаев наблюдался экспоненциальный тип опорожнения, по 25% случаев приходилось на равномерный и степенной. У атлетов, тренирующихся со скоростно-силовым уклоном, в равной мере (по 37,5%) встречались равномерный и экспоненциальный типы желудочной эвакуации, а у 25% испытуемых опорожнение желудка подчинялось степенной зависимости. У испытуемых контрольной группы после выполнения 30-минутной велоэргометрической нагрузки и приема пробного жирового завтрака в 50% случаев имела место линейная, а 25% - экспоненциальная и степенная зависимость в динамике опорожнения желудка. Следует отметить, что под влиянием дозированной мышечной нагрузки у испытуемых с высоким уровнем повседневной двигательной активности наблюдался сдвиг в сторону экспоненциальной модели желудочной эвакуации. У лиц, не занимающихся спортом, в этих же условиях отмечался сдвиг в сторону линейной зависимости эвакуаторного процесса.

ВЫВОДЫ

1. В условиях физиологического покоя уровень повседневной двигательной активности не являлся значимым в оценке половинного опорожнения желудка. Существенное влияние оказывал вид пробного завтрака. Для всех групп испытуемых сохранялась общепринятая дифференцированность эвакуаторного процесса: белковый завтрак эвакуировался быстрее, чем жировой, но медленнее, чем углеводный (у<б<ж).

2. Выполнение 30-минутной велоэргометрической нагрузки интенсивностью 75% от МПК оказывало существенное влияние на показатели половинного опорожнения желудка у лиц с разным уровнем и спецификой повседневной двигательной активности. У лиц, адаптированных к действию мышечного напряжения, физическая нагрузка вызывала торможение эвакуаторной способности желудка в условиях приема углеводной и белковой пищи. У лиц, не занимающихся спортом, велоэргометрическая нагрузка вызывала существенное ускорение эвакуаторного процесса, что в условиях активации симпато-адреналовой системы отрицательно сказывается на гидролизе пищевого субстрата.

3. Мышечная деятельность изменяла дифферен-цированность эвакуации пробных завтраков разного состава. У спортсменов, тренирующихся на выносливость, она приобретала вид у<ж<б, а для атлетов, развивающих скоростно-силовые качества ж<б<у, что связано с метаболическими запросами организма при выполнении физических нагрузок разного характера.

4. В условиях физиологического покоя тип желудочной эвакуации зависел от вида принимаемого пробного завтрака. У лиц, не занимающихся спортом, наибольшей вариабельностью характеризовался процесс эвакуации пробного углеводного завтрака и наименьшей - белкового. При действии мышечного напряжения чем сложнее был нутритивный состав же-

лудочного содержимого, тем выше был процент испытуемых с линейной и экспоненциальной зависимостью желудочного опорожнения.

У спортсменов, тренирующихся на выносливость, в покое после приема углеводного и жирового завтрака преобладали равномерный и степенной типы опорожнения желудка. После выполнения велоэргометрической нагрузки отмечался сдвиг в сторону экспоненциального типа желудочной эвакуации.

И, наконец, у спортсменов, тренирующихся со

скоростно-силовой направленностью, совместное применение мышечной нагрузки и различных пищевых завтраков сопровождалось преобладанием экспоненциальной модели желудочной эвакуации.

5. Испытуемые, адаптированные к мышечным нагрузкам преимущественно аэробной направленности, отличались значительно более высокой устойчивостью показателей моторно-эвакуаторной функции желудка к дозированной велоэргометрической нагрузке.

Список литературы

1. Волков Н.И., Волков А.Н. Физиологические критерии выносливости спортсменов // Физиология человека. -2004. -Т.30. -№4.

-С.103-113.

2. Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г., Горелов В.А., Уголькова И.В. Эргометрические критерии анаэробной работоспособнос-

ти у спортсменов разного возраста и пола // Физиология человека. -2004. - Т. 30. -№1. - С.124-131.

3. Лазарева Э.А. Взаимоотношения между типами телосложения и особенностями энергообеспечения мышечной деятель-

ности легкоатлетов спринтеров и стайеров //Физиология человека. -2004. -Т. 30. - №5. - С. 121-126.

4. Меньшиков И.В. Свободные жирные кислоты и Ca2* в плазме крови после продолжительной физической нагрузки у спорт-

сменов, тренирующихся на выносливость //Физиология человека. -2004. - Т. 30. - №4. - С.124-129.

5. Меньшиков И.В. Участие ацетилхолинестеразы эритроцитов в процессах гормональной регуляции при адаптации к

физическим нагрузкам // Физиология человека.-2003. -Т. 29. - №2. - С.57-61.

6. Glace В., Murphy Ch., McHugh M. Food and fluid intake and disturbances in gastrointestinal and mental function during an

ultramarathon // Int. J. Sport Nutr. and Exercise Metab. -2002. -Vol. 12. -№4. -P. 414-427.

7. Ivy J.L., Res P.T., Sprague R.S. et al. Effect of a carbohydrate-protein supplement on endurance performance during exercise of

varying intensity // Int. J. Sport Nutr. and Exercise Metab. - 2003. - Vol. 13. -№ 3. - P. 382-395.

8. Зубовский Г.А., Девишев М.И., Огнева Т.В. Радионуклидная методика исследования моторно-эвакуаторной функции

желудка // Стандартизированные методики радиоизотопной диагностики / Под ред. А.Ф. Цыб, Г.А. Зубовского, Р.И. Габуния. -Обнинск,1987. - С.166-172.

9. Девишев М.И., Зеленцов Б.А., Карпенко А.И., и др. Варианты эвакуаторной функции желудка в различных возрастных

группах по данным ЭВМ-гастросцинтиграфии // Медицинская радиология. -1981. -№ 11. -С. 41-45.

10. Коротько Г.Ф., Пылева Е.Г. Эвакуаторная деятельность гастродуоденального комплекса и ее энзимокоррекция при

желчнокаменной болезни и после холецистэктомии // Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии и колопроктологии. - 2003. - № 6. - С. 38-42.