CC BY
159. Bishop, D. The effect of three different warm-up intensities on kayak ergometer performance / D. Bishop, D. Bonetti, B. Dawson / / Medicine and science in sports and exercise. -2001. - Vol. 33, № 6. - P. 1026-1032.
10. Лысенко, Е. Особенности функциональных возможностей гребцов на байдарках и каноэ высокой квалификации / Е. Лысенко и [др.] // Наука в олимпийском спорте. - 2004. -№ 2. - С. 65-71.
11. Смирнов, М.Р. Еще раз к вопросу о пороговой концепции (или сколько всего "порогов" существует на самом деле) / М.Р. Смирнов. - ТиПФК, 2001. - № 2. - С. 51.
12. Нехвядович, А.И. Использование лактатной кривой для индивидуализации тренировочного процесса в биатлоне: метод. рекомендации / А.И. Нехвядович, - Минск, 2001. - 19 с.
13 Шкуматов, Л.М. Метод индивидуализации подготовки высококвалифицированных гребцов на байдарках на основе особенностей кинетики эндогенного лактата: практ. пособие / Л.М. Шкуматов, В.В. Шантарович, Е.А. Мороз. - Минск: БГУФК, 2014. - 39 с.
14. Мороз, Е.А. Вклад анаэробного гликолиза при прохождении дистанций 500 и 1000 м на гребном эргометре гребцами на байдарках / Е.А. Мороз // Ученые записки: c6. рец. науч. тр. / редкол.: Т.Д. Полякова (гл. ред.) [и др.]; Белорус.гос. ун-т физ. культуры. - Минск: БГУФК, 2013. - Вып. 16. - С. 262-26.
15. Мороз, Е.А. Энергообеспечение упражнений субмаксимальной мощности у конькобежцев высокой квалификации / Е.А. Мороз, Л.М. Шкуматов // Научные труды НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь: сб. науч. трудов / редкол.: Н.Г. Кручинский (гл. ред.) [и др.]; Науч.-исслед. ин-т физ. культуры и спорта Республики Беларусь. Вып. 9. -Мн., 2010. - С. 202-207.
17.10.2018
УДК 612.11
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕМОГЛОБИНОВОЙ МАССЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ СПОРТСМЕНОВ
Н. В. Шведова, магистр биологических наук,
Л. С. Сосна, магистр биологических наук,
Н. В. Шераш,
государственное учреждение «Республиканский научно-практический центр спорта», Республика Беларусь
Аннотация
В статье представлены результаты теоретического исследования изменения гемоглобиновой массы у спортсменов, специализирующихся в видах спорта на выносливость, во время подготовки в горах. Показано, что гемоглобиновая масса является более информативным критерием в оценке аэробных возможностей организма спортсменов, в отличие от классических гематологических показателей. Большое практическое значение имеет измерение гемоглобиновой массы при планировании тренировок в горных условиях и последующем участии в соревнованиях.
THE USAGE OF HEMOGLOBIN MASS'S ANALYSIS TO ASSESS THE ATHLETES' PERFORMANCE
Abstract
The article presents the results of the theoretical study's analysis of changes in hemoglobin mass in athletes perform endurance during training in the mountains. It is shown that the hemoglobin mass is more of an informative criterion in assessing the aerobic capacity of the body of athletes, than the classical hematological parameters. A great practical importance is the measurement of hemoglobin mass in the planning of training in mountain conditions and subsequent participation in competitions.
Введение
Высокий уровень достижений в современном спорте обусловливает необходимость постоянного совершенствования тренировочных программ подготовки спортсменов. В настоящее время все большее значение приобретает разработка и использование средств и методов, направленных на расширение границ функциональных возможностей организма спортсмена, его аэробной и анаэробной производительности, в значительной степени определяющих уровень работоспособности. Тренировка в условиях горной местности всегда активно обсуждалась представителями спортивной науки и использовалась в качестве важного инструмента подготовки спортсменов. Хорошо известен факт, что спортсмены, родившиеся и живущие в условиях умеренной высоты, имеют успех в видах спорта, требующих проявления выносливости. Так, например, высокие соревновательные результаты кенийских бегунов, колумбийских велосипедистов, мексиканских ходоков могут быть обусловлены в большой степени влиянием гипоксии на развитие общей и специальной выносливости [6, 10].
В спортивной практике много примеров, когда отдельные выдающиеся спортсмены или целые команды, проводившие тренировочные сборы в природных условиях гор (низкогорье, среднегорье, высокогорье) как в подготовительном периоде, так и непосредственно перед ответственными стартами добивались значительных спортивных результатов [1].
Цель исследования
Согласно имеющимся научным работам, проанализировать возможность использования гемоглобиновой массы как критерия оценки подготовленности высококвалифицированных спортсменов.
Методы и организация исследования
Использованы анализ и обобщение научно-методической литературы отечественных и зарубежных авторов, систематизация, логическое конструирование.
Результаты исследования и их обсуждение
Адаптация человека к горной гипоксии представляет собой сложную интегральную реакцию, в которую вовлекаются различные системы организма. Под термином «гипоксия» понимают недостаточное снабжение тканей организма кислородом или нарушение его утилизации в процессе биологического окисления. Любое значительное усиление двигательной активности, сопровождающееся увеличением кислородного запроса, неизбежно приводит к возникновению тканевой гипоксии, имеющей обратимый характер и сменяющейся значительным усилением аэробного обмена веществ в тканях при прекращении работы или при снижении ее интенсивности - феномен «кислородного долга» [6].
Под влиянием гипоксии наиболее выраженными оказываются изменения со стороны сердечно-сосудистой системы, аппарата кроветворения, внешнего дыхания и газообмена (в частности, увеличение кислородной емкости крови, повышение концентрации миоглобина и др.). Вместе с тем современные исследования показали, что существует значительное многообразие сроков наступления, длительности сохранения, а также выраженности положительного эффекта адаптации у различных спортсменов, что обусловлено их генетическими особенностями [2, 3].
Анализ физиологических изменений, вызванных пребыванием и тренировкой в условиях среднегорья, показывает, что прибытие в горную местность и вдыхание воздуха с более низким содержанием кислорода вызывает раздражение хеморецепторов и рефлекторное увеличение легочной вентиляции. Такое увеличение является компенсаторным, за счёт него лёгкие получают то же самое количество кислорода, что и до начала периода горной подготовки. При этом гипервентиляция сохраняется и в покое, и во время выполнения упражнения. Объём плазмы крови уменьшается сразу после подъёма на высоту. Через неделю или
более он возвращается к уровню до начала горной подготовки и даже начинает превосходить значения, соответствовавшие показанным на равнине. Частота сердечных сокращений (ЧСС) в покое и во время выполнения умеренных тренировочных нагрузок увеличивается пропорционально уменьшению парциального давления кислорода. Дополнительной причиной увеличения ЧСС может быть экскреция катехоламинов (в основном адреналина), что происходит, в частности, при первоначальном воздействии высоты [2, 4].
Ударный объём в покое и во время выполнения умеренных тренировочных нагрузок уменьшается существенно в течение первых двух дней; через несколько дней он возвращается на уровень, соответствующий значениям до начала горной подготовки. Тем не менее, ЧСС увеличивается заметно, а сердечный выброс остаётся сниженным в покое и во время выполнения различных тренировочных нагрузок в течение нескольких дней.
Одно из важных последствий гипоксии - снижение оксигенации почек, стимулирующих синтез эритропоэтина (ЭПО), гормона, регулирующего производство эритроцитов и гемоглобина. Увеличенная концентрация ЭПО вызывает синтез дополнительных эритроцитов и гемоглобина, и этот процесс занимает приблизительно 5-7 дней. После этого заметно увеличивается способность крови к транспорту кислорода, то же происходит и с аэробными способностями спортсменов. Эти изменения объясняют значительное сокращение максимального потребления кислорода в первые дни пребывания на высоте и его постепенное увеличение в процессе акклиматизации. Также в начале периода пребывания в горах гипоксия ускоряет гликолитические реакции и расщепление гликогена. В это время существенно снижаются анаэробный порог и соответствующая скорость (мощность) работы на уровне порога анаэробного обмена. Точно так же меняется метаболическая реакция на выполнение обычного упражнения. По мере выхода спортсменов на привычный удобный скоростной режим наблюдается резкое увеличение лактата крови. При дальнейшей акклиматизации увеличивается буферная способность мышц, которая предотвращает чрезмерный ацидоз во время выполнения тяжёлых тренировочных нагрузок [5, 12].
В результате горной подготовки меняются не только количество эритроцитов и концентрация гемоглобина, но и объем плазмы крови. При таком сочетании невозможно точно определить небольшие изменения, вызванные гипоксией, особенно у высокопрофессиональных спортсменов, и тривиальное измерение гемоглобина с эритроцитами теряет свое значение. У спортсменов без опыта гипо-ксической тренировки, действительно в результате ее воздействия на первых порах гемоглобин растет, однако ситуация меняется, когда имеем дело с высококвалифицированными спортсменами, организм которых привык к регулярным нагрузкам в условиях недостатка кислорода [5, 8].
Исходя из того, что концентрация гемоглобина (г/л) не всегда объективно отражает степень воздействия гипоксической тренировки на физическую работоспособность спортсмена (уровень гемоглобина может не меняться) и чаще всего не коррелирует с аэробными возможностями спортсмена, с недавнего времени начали использовать дополнительный показатель крови - общую (г) или относительную (г/кг) гемоглобиновую массу, которая может заметно вырасти за один цикл гипоксической тренировки. Общая схема определения гемоглобиновой массы представлена на рисунке [2].
Рисунок - Схема определения гемоглобиновой массы [по Schmidt W.]
Оптимизированный метод определения гемоглобиновой массы путем ингаляции фиксированной порции угарного газа (СО) может быть с успехом применен в практике как для мониторинга эффективности гипоксической тренировки, так и для косвенного определения фактов применения гемотрансфузии у спортсменов [2]. Формула для определения гемоглобиновой массы [13]:
Гемоглобиновая масса (г) = Kbam х Vco (мл) х 100 х 1,39 (млхг-1) х A% Hbco-1,
где Kbaro - барометрическое давление окружающей среды (мм рт. ст.) х 760-1 (мм рт. ст.) х [1 + (0,003661 х температура окружающей среды, °К)];
Vco - объем угарного газа (мл), связанного с гемоглобином на седьмой минуте;
A%Hbco-1 - разница между исходным % Hbco и максимальным % Hbco;
1,39 (млхг-1) - число Хюфнера (1,39 мл CO связывается с 1 г гемоглобина).
Об использовании анализа гемоглобиновой массы в подготовке спортсменов опубликовано не так много работ, особенно русскоязычных. Однако результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что этот показатель является эффективным критерием оценки подготовленности спортсменов.
Результаты обзора, выполненного И. Ахметовым, показали, что гемоглобиновая масса - это генетически детерминированный признак, устойчивый при отсутствии тренировочного процесса [2].
Генетическая обусловленность количества гемоглобиновой массы исследовалась в работе J. Malczewska-Lenczowska и соавт. [15]. В исследовании принимали участие велосипедисты-шоссейники (женщины (n=39), мужчины (n=50)), проводилось генотипирование по двум полиморфизмам в гене HBB (C/T, C/G) и устанавливалось наличие взаимосвязи между выявленными полиморфизмами и уровнем анаэробного порога, а также концентрацией гемоглобина и общей гемоглобиновой массой. В результате было показано, что ген HBB может быть связан с аэробной выносливостью, однако связи с увеличением количества гемоглобина в крови не наблюдалось.
В исследовании, проводимом E. I. Zelenkova и соавт. [13], о взаимосвязи между общей гемоглобиновой массой и успешностью выступления на соревнованиях биатлонистов (женщины (n=10), мужчины (n=12)) и конькобежцев (женщины (n=10), мужчины (n=7)), было показано наличие существенной и прямой корреляции между гемоглобиновой массой и результатом соревнований, что подтверждает важность измерения гемоглобиновой массы и может быть актуально в тренерской работе.
Schmidt и соавт. исследовали [8, 14] влияние на гемоглобиновую массу длительного пребывания в условиях среднегорья (2600 м) у 48 спортменов: 12 человек контрольной группы (немцы) и 12 немецких велосипедистов -шоссейников, проживающих в равнинных условиях, также 12 человек второй контрольной группы (колумбийцы) и 12 колумбийских велосипедистов-шоссейников, проживающих на высоте 2600 м над уровнем моря. В ходе исследования было установлено, что длительное пребывание на высоте 2600 м значительно повышает гемоглобиновую массу как у спортсменов, так и у лиц, не занимающихся спортом.
По данным работы Pottgiesser и соавт. [9], были опубликованы результаты исследования о влиянии трехнедельного проживания и тренировки в условиях среднегорья (1816 м) на гемоглобиновую массу у 7 высоквалифицированных немецких велосипедистов-шоссейников (категория U23). При этом отмечались незначительные изменения, а именно увеличение общей гемоглобиновой массы от 927±109 до 951±113 г. Это же касалось и других показателей крови: концентрация гемоглобина, гематокрит, объем эритроцитов, крови, плазмы крови. Авторами сделано предположение, что для повышения показателей крови у спортсменов необходимы проживание и тренировки на высоте более 2100-2500 м над уровнем моря, кроме того, такая необходимость ранее уже показывалась и в других работах [6, 9].
В исследовании, проводимом K.Heinicke и соавт. [7], о влиянии 3-недельной тренировки на высоте 2050 м на изменение ряда показателей крови, у 10 высококвалифицированных немецких биатлонистов (6 мужчин и 4 женщины) определялась не только гемоглобиновая масса, но также объем эритроцитов, объемы крови и плазмы крови, оценивалась эритропоэтическая активность. Исследования проводились в 1-й и 20-й дни пребывания спортсменов на высоте и через 16 дней после возвращения. У мужчин гемоглобиновая масса (от 14,0±0,2 до 15,3±1,0 г/кг, p<0,05) и объем эритроцитов (от 38,9±1,5 до 43,5±3,9 мл/кг, p<0,05) увеличивались на высоте и возвращались к исходным значениям (до поездки в горную местность) на 16-й день после спуска, такая же тенденция наблюдалась и у женщин (гемоглобиновая масса изменялась от 13,0±1,0 до 14,2±1,3 г/кг, p<0,05; объем эритроцитов - от 37,3±3,3 до 42,2±4,1 мл/кг, p<0,05).
По сравнению со значениями, полученными на равнине, объем крови и у мужчин, и у женщин проявлял тенденцию к увеличению в конце периода подготовки на высоте, тогда как объем плазмы не изменялся. У спортсменов-мужчин концентрация плазменного эритропоэтина увеличивалась до 4-го дня пребывания на высоте (от 11,8±5,0 до 20,8±6,0 мЕд/мл, р<0,05), а концентрация растворимого рецептора трансферрина в плазме повышалась примерно на 11% во второй части периода подготовки на высоте; такое изменение обоих параметров указывало на усиление эритропоэтической активности. В заключении отмечено, что трехнедельное пребывание в горах на высоте 2050 м давало положительный эффект и для высококвалифицированных спортсменов, о чем свидетельствовало увеличение эритропоэтической активности, что приводило к повышенным значениям гемоглобиновой массы и увеличению объема эритроцитов.
Заключение
На основании проведенного анализа можно сделать вывод о том, что существенное увеличение гемоглобиновой массы наблюдается после пребывания (как тренировки, так и проживания) спортсменов на высоте 2100-2500 м и более, в условиях низкогорья изменения несущественны [11]. При этом значительное повышение этого показателя наблюдается среди спортсменов, у которых его исходное значение было невысоким. Кроме того, рост гемоглобиновой массы положительно коррелирует с повышением аэробных возможностей человека, следовательно, этот критерий имеет преимущества по сравнению с классическими гематологическими показателями и может применяться для оценки эффективности гипоксической тренировки. Принимая во внимание относительно быстрый
возврат показателей гемоглобиновой массы и объема эритроцитов после пребывания в условиях гипоксии до исходных значений, можно точно планировать тренировки на высоте и участие в соревнованиях.
Список использованных источников
1. Адаптационные реакции организма спортсменов-биатлонистов к физическим нагрузкам в равнинных и горных условиях / Е.В. Сухонь, Л.С. Сосна, Н.В. Шведова // Прикладная спортивная наука. - 2018. - № 1 (7). - С. 63-67.
2. Ахметов, И. Анализ гемоглобиновой массы для оценки эффективности гипоксиче-ской тренировки / Ахметов И. // Наука в олимпийском спорте. - 2014. - № 3. - С. 33-37
3. Генетические маркеры устойчивости организма к гипоксии / И. Б. Моссэ [и др.] // Молекулярная и прикладная генетика. - 2010. - №. 11. - С. 74-82.
4. Дроздов, Д. Н. Влияние физической нагрузки на показатели переферической крови человека / Д. Н. Дроздов, А. В. Кравцов // Весшк МДПУ 1мя I. П. Шамякша - 2015. -С. 23-28.
5. Рубцова, Л.Ю. Особенности изменения диаметра эритроцитов в крови спортсменов в условиях физической нагрузки / Л. Ю. Рубцова, Н. Н. Потолицына, Н. П. Монгалёв / / В мире научных открытий. - 2017. - № 2.- С. 121-141.
6. Черкес, Л. И. Сравнительная оценка физической подготовленности с спортсменов после учебно-тренировочных сборов в условиях среднегорья и на равнине / Л. И. Черкес // Слобожаньский науково-спортивный вюник. - 2013. - № 1. - С. 39-42.
7. A Three-Week Traditional Altitude Training Increases Hemoglobin Mass and Red Cell Volume in Elite Biathlon Athletes / K. Heinicke [et al.] // International Journal of Sports Medicine. - 2005. - № 26 (3). - P. 350-355.
8. Blood volume and hemoglobin mass in endurance athletes from moderate altitude/ W. Schmidt [et al.] // Official Journal of the American College of Sports Medicine. - 2002. - № 10. -P. 1934-1940.
9. Hemoglobin mass and biological passport for the detection of autologous blood doping / Pottgiesser T. [and et.] // Med Sci Sports Exerc. - 2012. - № 44 (5). - P. 835-843.
10. Hemoglobin mass after 21 days of conventional altitude training at 1816 m / Pottgiesser T. [and et.] // J Sci Med Sport. - 2009. - № 12 (6). - P. 673-675.
11. James, M O. Haemoglobin concentration and mass as determinants of exercise performance and of surgical outcome / M. O. James, H. E. Montgomery, T. Richards // Extreme Physiology & Medicine. - 2013. - № 2 (33). - P. 21-33.
12. Relationship between changes in haemoglobin mass and maximal oxygen uptake after hypoxic exposure / Ph. U. Saunders [and et.] // J Sports Med. - 2013. - № 47. - P. 26-30.
13. Relationship between total haemoglobin mass and competitive performance in endurance athletes / I. E. Zelenkova [and et.] // Mode of access: DOI: 10.23736/S0022-4707.18.07865-9
14. Schmidt, W. The optimised CO-rebreathing method: a new tool to determine total haemoglobin mass routinely / W. Schmidt, N. Prommer // Eur J Appl Physiol. - 2005. - № 95. - P. 486-495.
15. Total Hemoglobin Mass, Aerobic Capacity, and HBB Gene in Polish Road Cyclists / J. Malczewska-Lenczowska [and et.] // J Strength Cond Res. - 2016. - № 30 (12). - P. 35123519.
15.10.2018
