Определение диагностической информативности биохимических показателей, наиболее актуальных для спортивной практики

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАТИВНОСТИ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, НАИБОЛЕЕ АКТУАЛЬНЫХ ДЛЯ СПОРТИВНОЙ ПРАКТИКИ

И.Л. РЫБИНА,

НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь;

Е.А. ШИРКОВЕЦ, ФНЦ ФГБУ ВНИИФК

Аннотация

В статье представлены результаты оценки диагностической надежности используемых биохимических показателей для контроля переносимости тренировочных нагрузок. Рассчитаны значения диагностической чувствительности, диагностической специфичности, диагностической эффективности, а также предсказательная ценность положительного и отрицательного результата. Полученные данные позволяют получить информацию о надежности используемых лабораторных тестов для выявления состояний ухудшения переносимости тренировочных нагрузок и явлений дезадаптации.

Abstract

The article presents results of diagnostic reliability of biochemical tests for training control. The diagnostic sensitivity, diagnostic specificity, diagnostic efficiency and positive and negative predictive value of biochemistry tests were estimated. These data provide information on reliability of biochemistry tests for control of athletes adaptation to physical loads.

Ключевые слова: диагностическая надежность, биохимические показатели, адаптация к тренировочным нагрузкам.

Key words: diagnostic reliability, biochemical tests, adaptation to physical loads.

Биохимические тесты, отражающие общие закономерности и индивидуальные особенности метаболических процессов, широко используются для управления процессом подготовки высококвалифицированных спортсменов [1-3, 6]. Специалистами, работающими в области спортивной биохимии, постоянно осуществляются поиск и совершенствование методов и диагностических тестов, наиболее адекватно отражающих картину изменений метаболизма в организме спортсменов при напряженной мышечной деятельности [4, 5, 7, 8]. Широкое использование общепринятых биохимических и гематологических критериев совместно с другими медико-биологическими параметрами позволяет оценить адаптацию организма спортсменов к тренировочным нагрузкам различной направленности [1, 9]. Это определяет важность информации о надежности используемых лабораторных тестов, применяемых для определения переносимости тренировочных нагрузок и явлений дезадаптации.

На современном этапе подготовка высококвалифицированных спортсменов в биатлоне характеризуется рядом существенных особенностей, одной из которых является необходимость интенсивной предсезонной подготовки. Для тренеров представляет особый интерес взаимосвязь динамики адаптационных процессов в период предсезонной подготовки с успешностью соревновательной деятельности. В практической медицине и биологии для оценки надежности лабораторных показателей при разграничении состояния здоровья и болезни используются такие количественные критерии, как диагностическая чувствительность, специфичность и эффективность,

а также предсказательная ценность положительного и отрицательного результата [10-12].

Цель настоящего исследования - попытка адаптации к спортивной практике методики оценки диагностической надежности используемых биохимических показателей для контроля переносимости тренировочных нагрузок.

В исследовании приняли участие спортсменки высокой квалификации, специализирующиеся в биатлоне, которые находились под динамическим наблюдением на протяжении подготовительного периода подготовки. Многократно были обследованы 8 биатлонисток в возрасте 19-28 лет (всего 225 обследований). Забор крови осуществляли утром натощак (мочевина, КФК, АСТ) и вечером после окончания второй тренировки (мочевина). По окончании сезона на основании детального анализа результатов соревновательной деятельности спортсменки были разделены на две группы. В первую группу вошли спортсменки, которые характеризовались хорошим функциональным состоянием в соревновательном сезоне и показали хорошие результаты (3 чел.). Вторую группу составили биатлонистки, функциональные возможности которых в соревновательном периоде не позволяли выйти на планируемые результаты (5 чел.). Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью описательной статистики и сравнительного анализа выборок с использованием U-теста для непараметрических данных.

Результаты динамики биохимических показателей в обеих группах спортсменок представлены в табл. 1.

Таблица 1

Биохимические и гематологические показатели в подготовительном периоде подготовки биатлонисток

сравниваемых подгрупп

Показатели Общеподготовительный этап Специально-подготовительный этап

1-я группа 2-я группа 1-я группа 2-я группа

n n n n

Мочевина (утро), ммоль/л 27 4,90±0,92 40 6,1±1,16* 39 4,79±0,87 70 5,51±1,20*

Мочевина (вечер), ммоль/л 21 5,95±1,07 28 7,2±1,37* 18 5,72±0,91 36 6,46±1,16*

КФК, ЕД/л 8 171±61 13 533±472* 18 130±83 35 300±156*

АСТ, ЕД/л 8 24,6±5,6 12 37,9±11* 18 23,9±5,7 34 34,6±7,4*

АЛТ, ЕД/л 8 18,6±2,6 12 22,7±9,1 18 21,6±2,6 32 23,1±5,8

Глюкоза, ммоль/л 8 4,23±0,36 12 4,32±0,23 19 4,30±0,58 31 4,52±0,46

Гематокрит, % 8 44,8±2,5 12 44,6±2,0 17 45,1±1,5 26 44,0±1,7*

Гемоглобин, г/л 8 146,3±8,5 12 145,9±7,4 17 146,1±5,3 26 142,1±6,1*

Лейкоциты, 109/л 8 6,49±1,75 12 6,18±1,09 17 6,69±1,88 26 6,50±1,43

Тромбоциты, 109/л 8 297±38,1 12 286±33,4 17 282±32,2 26 275,0±52,3

Нейтрофилы, % 8 58,3±7,0 12 52,8±7,6 17 57,4±6,7 26 57,8±8,9

Нейтрофилы, 109/л 8 3,8±1,2 12 3,2±0,6 17 3,8±1,1 26 3,7±0,9

Лимфоциты, % 8 41,8±7,0 12 47,2±7,6 17 42,6±6,7 26 42,1±8,9

Лимфоциты, 109/л 8 2,7±0,8 12 3,0±0,8 17 2,9±1,0 26 2,8±0,9

Нейтрофилы/ лимфоциты 8 1,46±0,43 12 1,17±0,34 17 1,60±0,43 26 1,59±0,77

МСНС, г/дл 8 32,7±0,5 12 32,6±0,4 17 32,4±0,5 26 32,3±0,5

Кортизол, нмоль/л 18 679±111,5 21 649,3±110,8

Тестостерон, нмоль/л 17 1,48±0,85 23 1,30±0,51

Тестостерон/кортизол (Х1000) 17 2,34±1,57 20 1,86±0,94

* Различия достоверны (Р < 0,05).

Как видно из представленных данных, ряд показателей характеризуется достоверными различиями между спортсменками двух групп. На этапах общей и специальной подготовки у спортсменок, функциональное состояние которых не позволило выйти на запланированные результаты в сезоне, наблюдались достоверно более высокие значения содержания в периферической крови мочевины до и после нагрузки, а также ферментов КФК и АСТ (Р < 0,05). Причиной этого могло быть снижение скорости течения адаптационных процессов к предъявляемым тренировочным нагрузкам. Кроме того, у спортсменок второй группы на специально-подготовительном этапе отмечалось снижение кислородтранспортных возможностей крови по сравнению с первой группой, что выражалось в достоверно более низких показателях гемоглобина и гема-токрита (Р < 0,05).

Для последующего установления критериев надежности исследуемых биохимических компонентов все полученные результаты исследования спортсменок первой и второй группы распределены на положительные (в данном случае превышающие референтные границы) и отрицательные (в данном случае находящиеся в пределах референтного интервала). В свою очередь,

положительные результаты были подразделены на истинно положительные (ИП), встречающиеся у менее успешных спортсменок, и ложноположительные (ЛП), встречающиеся у спортсменок с высокой успешностью соревновательной деятельности. Отрицательные результаты разделены на истинно отрицательные (ИО), т.е. повышение показателя не отмечается в группе успешных спортсменок, и ложноотрицательные (ЛО), т.е. показатели не повышаются в группе с менее высокими результатами (табл. 2). Оценивались отклонения результатов исследуемых тестов выше границ рассчитанного нами референтного диапазона. Например, истинно положительным результатом являлось повышение КФК до нагрузки более 200 Ед/л в группе спортсменок с меньшей успешностью соревновательной деятельности, а ложноположительным - возрастание вышеуказанного показателя в группе более успешных спортсменок.

Оценка диагностической информативности выполненных лабораторных исследований проводилась аналогично общепринятой методике, используемой в практической медицине [10-11]. Для оценки диагностической надежности рассчитывали значения диагностической чувствительности (ДЧ), диагностической специфичности (ДС), диагностической эффективности (ДЭ), предска-

Таблица 2

Результаты исследования биохимических показателей в группах биатлонисток с различной успешностью соревновательной деятельности

Группы обследованных Общеподготовительный этап Специально-подготовительный этап

Количество исследований ИП ЛП ЛО ИО Количество исследований ИП ЛП ЛО ИО

Мочевина

1-я 27 3 24 39 3 36

2-я 40 22 18 70 22 48

Всего 67

Мочевина

1-я 21 0 21 18 0 17

2-я 28 6 22 36 2 34

Всего 49

КФК

1-я 8 1 7 18 1 17

2-я 13 11 2 35 27 8

Всего 21

АСТ

1-я 8 0 8 18 0 18

2-я 12 5 7 34 9 25

Всего 20

зательной ценности положительного результата (ПЦ+), предсказательной ценности отрицательного результата (ПЦ) по следующим формулам: ДЧ = [ИП/(ИП + ЛО)] X 100 %; ДС = [ИО/(ИО + ЛП)]Х 100 %; ДЭ = [(ИП + ИО)/(ИП + ЛП + ИО + ЛО)] X 100 %;

ПЦ+ = [ИП/(ИП + ЛП)] X100 %;

ПЦ- = [ИО/(ИО + ЛО)] X 100 %.

Рассчитаны значения диагностических критериев определения биохимических показателей на различных этапах подготовительного периода. Полученные результаты приведены в табл. 3.

Таблица 3

Диагностическая информативность определения биохимических показателей на обще- и специально-подготовительном этапах подготовки

Показатели ДЧ, % ДС, % ДЭ, % (ПЦ+), % (ПЦ), %

Общеподготовительный этап

Мочевина (до нагрузки) 55,0 88,9 68,7 88,0 57,1

Мочевина (после нагрузки) 21,4 100,0 55,1 100,0 48,8

КФК (до нагрузки) 84,6 87,5 85,7 91,7 77,8

АСТ (после нагрузки) 41,7 100,0 65,0 100,0 53,3

Специально-подготовительный этап

Мочевина (до нагрузки) 31,4 92,3 53,2 88,0 42,9

Мочевина (после нагрузки) 5,6 100,0 35,8 100,0 33,3

КФК (до нагрузки) 77,1 94,4 83,0 96,4 68,0

АСТ (после нагрузки) 26,5 100,0 51,9 100,0 41,9

Как видно из представленных результатов, наибольшую диагностическую чувствительность, т.е. вероятность того, что у спортсмена с недостаточно успешным уровнем результативности будет получен положительный результат теста, имеет определение КФК до нагрузки (84,6 и 77,1% на обще- и специально-подготовительном

этапах соответственно). Вместе с тем при такой высокой чувствительности для этого показателя характерна и достаточно высокая диагностическая специфичность, т.е. вероятность того, что у более успешных спортсменов будут получены отрицательные результаты теста (87,5 и 94,4%). Следует отметить, что все проанализирован-

ные тесты характеризуются высокой ДС на обоих этапах подготовительного периода, что составляет от 87,5 до 100%.

Такая диагностическая специфичность остается достаточно высокой для целесообразности использования оценки адаптации спортсменов к физическим нагрузкам. Например, аналогичным образом оцениваемая ДС теста в клинической медицине должна быть не менее 80%, что позволяет ее использовать для разграничения здоровья и патологии.

Обращает на себя внимание максимальная диагностическая специфичность (100%) определения ферментов АСТ до нагрузки и мочевины после нагрузки. Вместе с тем при определении мочевины после нагрузки отмечена наименьшая диагностическая чувствительность (21,4 и 5,6% на обще- и специально-подготовительном этапах соответственно). Диагностическая эффективность исследуемых биохимических показателей находилась в пределах 35,8 и 85,7%.

Важной характеристикой диагностической информативности с точки зрения прогноза результативности при исследовании биохимических показателей является предсказательная ценность положительного и отрицательного результатов исследования. Предсказательная ценность положительного результата (ПЦ+), то есть вероятность того, что обследуемый с положительным результатом теста в период предсезонной подготовки в соревновательным периоде не продемонстрирует высоких результатов, достаточно высока для всех показателей. Для определения мочевины после нагрузки и АСТ до нагрузки она составляет 100%, то есть высока вероятность того, что спортсмен с повышенными показателями этих тестов в подготовительном периоде подготовки не продемонстрирует высокие результаты в соревновательном периоде.

Предсказательная ценность отрицательного результата (ПЦ-) определения отдельных биохимических показателей относительно невысока и находится в интервалах от 33,3 до 77,8%. Т.е. наличие отрицательного результата

теста (отсутствие неблагоприятных отклонений биохимических показателей при адаптации к физическим нагрузкам в подготовительном периоде) не может с высокой вероятностью прогнозировать успешность соревновательной деятельности.

Следует отметить, что большей диагностической информативностью обладают результаты биохимического мониторинга на общеподготовительном этапе подготовки по сравнению со специально-подготовительным, что требует более тщательного биохимического мониторинга именно в этом периоде подготовки.

Заключение

Полученные результаты изучения диагностической информативности биохимических показателей доказали их высокую надежность и прогностическую ценность, в первую очередь при прогнозировании успешности соревновательной деятельности спортсменок с отклонениями результатов в обще- и специально-подготовительном периоде. Наличие отклонений биохимических показателей в подготовительном периоде подготовки имеет достаточно высокую прогностическую ценность и с высокой степенью ассоциируется с отсутствием оптимальной адаптации к предлагаемым тренировочным нагрузкам. Отсутствие отклонений в результатах теста в течение подготовительного периода позволяет в меньшей степени диагностировать успешность соревновательной деятельности, хотя и имеет более высокую ассоциацию. При проведении исследований подобного рода необходимо четко подходить к разделению спортсменок на группы в зависимости от успешности соревновательных результатов, что не всегда возможно по ряду причин. В нашем случае основным критерием, связанным с состоянием метаболического статуса, являлось функциональное состояние спортсменок в соревновательном периоде. При этом необходимо учитывать все другие факторы, которые могут оказывать влияние на результативность соревновательной деятельности, в том числе наличие заболеваний, травм и т.д.

Литература

1. Волков Н.И. Биохимия мышечной деятельности / Н.И. Волков, Э.Н. Несен, А.А. Осипенко, С.Н. Корсун. -Киев: Олимпийская литература, 2000. - 504 с.

2. Макарова Г.А. Медицинский справочник тренера / Г.А. Макарова, С.А. Локтев. - М.: Советский спорт, 2005. - 586 с.

3. Михайлов С.С. Спортивная биохимия/С.С. Михайлов. - М.: Советский спорт, 2004. - 220 с.

4. Поляев Б.А., Макарова Г.А., Мирошникова Ю.В., Выходец И.Т. Спортивный врач. - М.: ФГУ «ЦСМ ФМБА России», 2010. - 1012 с.

5. Никулин Б.А. Биохимический контроль в спорте: науч.-метод. пособие / Б.А. Никулин, И.И. Родионова. -М.: Советский спорт, 2011. - 232 с.

6. Yang Y. Application of serum CK and BUN determination in monitoring pre-competition training of badminton athletes // J. Huazhong. Univ. Sci. Technolog. Med. Sci. -2007. - № 27 (1). - Р. 114-6.

7. Brancaccio P., Lippi G, Maffulli N. Biochemical markers of muscular damage // Clin. Chem. Lab. Med. - 2010. -№ 48 (6). - Р. 757-67.

8. Wilmore J.H., Costill D.L. Physiology of sport and exercise. - Champaign, Illinois, USA: Human Kinetics, 2004. - Р. 377-390.

9. Платонов В.Н. Теория адаптации и резервы совершенствования системы подготовки спортсменов / В.Н. Платонов, Г.Д. Данько//Наука в олимпийском спорте. - 2007. - № 1. - С. 3-16.

10. Камышников В.С. // Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике. - Т. 2. -Минск, 2002. - 462 с.

11. Меньшиков В.В. От достижений фундаментальной науки - через лабораторию - к эффективной диагностике и лечению // Клиническая лабораторная диагностика.-2003. - № 6. - С. 53.

References

1. Volkov N.I. N essen E.N., Asipenka A.A., Korsun S.N. Biochemistry of muscle activity. - Kiev: Olympijskaya literatura, 2000. - 504 p.

2. Makarova G.A., Loctev S.A. Coach medical reference. -M.: Sovetsky sport, 2005. - 586 p.

3. Mikhailov S.S. Sports Biochemistry. - M.: Sovetsky sport, 2004. - 220 p.

4. Polyaev B.A., Makarova G.A., Miroshnikova Y.V., Vy-hodets IT Sports doctor. - M., 2010. - 1012 p.

5. Nikulin B.A., Rodionova I.I. Biochemical control in sport. - M.: Sovetsky sport, 2011. - 232 p.

6. Yang Y. Application of serum CK and BUN determination in monitoring pre-competition training of badminton athletes // J. Huazhong. Univ. Sci. Technolog. Med. Sci. -2007. - № 27 (1). - P. 114-6.

7. Brancaccio P., Lippi G, Maffulli N. Biochemical markers of muscular damage // Clin. Chem. Lab. Med. - 2010. -№ 48 (6). - P. 757-67.

8. Wilmore J.H., Costill D.L. Physiology of sport and exercise. - Champaign, Illinois, USA: Human Kinetics, 2004. - P. 377-390.

9. Platonov V.N., Danko G.D. The theory of adaptation and reserves improve the training of athletes//Science in olympic sports. - 2007. - № 1. - P. 3-16.

10. Kamyshnikov V.S. Handbook of clinical and biochemical laboratory diagnostics. - V. 2. - Minsk, 2002. -462 p.

11. Menshikov V.V. From advances in basic science -lab - to effective diagnosis and treatment//Clinical laboratory diagnostics. - 2003. - № 6. - P. 53.