CC BY
19
УДК 796.011
ИССЛЕДОВАНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У СПОРТСМЕНОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВИБРОСТИМУЛЯЦИИ В СОЧЕТАНИИ С ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ
МАГНИТНОЙ СТИМУЛЯЦИЕЙ
А.А. Михеев, Д.В. Примак, Н.А. Михеев, В.В. Леонов
Изучены закономерности изменения биохимических показателей организма спортсменов под влиянием комбинированного воздействия вибромиостимуляции и транскраниальной магнитной стимуляции. Представлена динамика биохимических показателей под влиянием тренировочных нагрузок в экспериментальной и контрольной группах.
Ключевые слова: вибростимуляция, транскраниальная магнитная стимуляция, анаболический индекс.
Успешная соревновательная деятельность в спорте требует точности восприятия, быстрого реагирования на возникающие ситуации, перестройки двигательных действий [1, 2], что связано с мобилизацией физиологических функций на организменном уровне. В связи с этим в настоящее время актуальной является тема стимуляции организма спортсменов немедикаментозными неинвазивными физическими факторами с целью формирования физической и психологической готовности к соревнованиям, поскольку современный спорт характеризуется высокой интенсивностью физических нагрузок, повышенными требованиями к системе вегетативного энергообеспечения, координационных способностей и эмоционального состояния [3-6].
Анализ литературы и собственные исследования говорят о том, что оптимальное эмоциональное состояние как фактор готовности к соревнованиям может формироваться применением внешних физических воздействий, стимулирующих процесс развития физических качеств и формирования оптимального эмоционального состояния [7, 8]. В частности, для введения спортсмена в режим оптимальной готовности к соревнованиям предлагается метод стимуляции организма на основе комбинирования физических факторов - вибромиостимуляции (СБА -стимуляция биологической активности) и транскраниальной магнитной стимуляции (ТКМС). Естественнонаучной предпосылкой предлагаемого подхода к стимулированию функционального состояния организма спортсменов явилось известное положение о том, что комплексное воздействие физических факторов способствует быстрой мобилизации деятельности различных систем организма и формированию компенсаторно-приспособительных реакций [9]. Механизмом предполагаемого положительного эффекта комбинированного метода является синергизм, возникающий вследствие потенцирования действия одного фактора другим, то есть за счет сложения однонаправленных эффектов.
Гипотеза исследования заключалась в том, что применение предложенного комбинированного метода потенцирования функций организма спортсменов физическими факторами является альтернативой физическим упражнениям силовой направленности, вызывает предсказуе -мое, прогнозируемое и управляемое изменение функционального состояния без риска ухудшения здоровья спортсменов.
Целью исследования являлось изучение закономерностей изменения биохимических показателей в организме спортсменов под влиянием комбинированного воздействия СБА-ТКМС.
Метод комбинированного воздействия физическими факторами представляет собой педагогический процесс, который базируется на использовании оптимальных доз СБА и ТКМС в 7-кратной серии смежных тренировок.
В исследованиях приняли участие 113 спортсменов-единоборцев, имеющих спортивные разряды. Из них в контрольную группу вошли 93 чел. (37 женщин и 56 мужчин). Исследуемые этой группы занимались в соответствии с традиционным тренировочным планом. Экспериментальная группа спортсменов-единоборцев составила 20 чел. (11 мужчин и 9 женщин), которым было предложено заниматься исключительно с применением комбинированного метода СБА-ТКМС.
Участники исследования находились под постоянным медицинским контролем и каких-либо функциональных нарушений у них выявлено не было.
Первый забор крови для изучения биохимических показателей осуществляли до начала эксперимента, второй - после первых трех занятий (первая тренировочно-стимуляционная серия), третий - после следующих четырех занятий (вторая тренировочно-стимуляционная серия), четвертый - через один месяц после окончания программы тренировочно-стимуляционных серий. Исследовалась капиллярная кровь, взятая из пальца утром натощак. Биохимические исследования (КФК, АСТ) осуществляли при использовании фотометра РМ 2111 (Солар, Республика Беларусь) и реагентов «Анализ плюс» (Республика Беларусь). Активность креатинфосфокиназы (КФК) определялась кинетическим методом.
Определение АСТ в сыворотке крови основано на способности фермента АСТ катализировать в присутствии а-кетоглутората переаминирование L-аспартата с образованием оксалоацетата. В присутствии малатдегидрогеназы и оксалацетата происходит окисление НАДН. Скорость окисления НАДН прямо пропорциональна активности АСТ и измеряется фотометрически при длине волны 340 нм.
Тестостерон и кортизол определяли с применением плашечного фотометра «Sunrise» и реагентов «Анализ плюс».
Концентрацию кортизола в сыворотке крови определяли, используя принцип конкурентного иммуноферментного анализа.
Определение уровня тестостерона основывалось на использовании конкурентного варианта твердофазного иммуноферментного анализа [10] .
Математико-статистический анализ эмпирических данных выполнялся в соответствии с общепринятыми требованиями посредством компьютерной программы Statists 6.0 для Windows. Производился расчет средней арифметической (Хср.), среднего квадратичного отклонения (о), ошибки средней (Sx). Проверка нормальности распределения выборки проводилась по критерию Шапиро--Уилки. Критерий Стьюдента (t) использовался для определения достоверности различий.
Результаты и обсуждение. В табл. 1 приведены данные динамики биохимических показателей испытуемых экспериментальной группы в ходе эксперимента.
Таблица 1
Динамика биохимических показателей испытуемых экспериментальной группы при комбинированном воздействии
СБА-ТКМС (X ±G)
Показатели Этап обследования
1 2 3 4
КФК, Ед/л 103,6±8,3 192,4±6,5* 192,4±7,5* 155,4±10,0*
АСТ, Ед/л 28,7±2,3 27,6±2,9 28,7±3,1 24,4±2,0
Кортизол, нмоль/л 280,9±14,5 582,4±19,1* 321,7±8,6 351,6±9,5
Тестостерон, нмоль/л 19,0±0,4 21,2±0,2* 25,5±0,6* 23,6±0,3*
Тестостерон/кортизол х100 6,7±0,4 3,6±0,2 7,9±0,5 6,7±1,4
Примечание: * - достоверные различия на уровне значимости P<0,05; 1 - первое
обследование до начала эксперимента, 2 - второе обследование после 3 стимуляций, 3 - третье обследование после 7 стимуляций, 4 - четвертое обследование через 4 недели после завершения эксперимента.
Как видно из представленных данных, величины исследованных показателей находились в пределах референтного диапазона как до, так в течение и после завершения курсов комбинированного воздействия СБА-ТКМС. После первой серии воздействий наблюдалось достоверное увеличение активности КФК в крови на 85,7% (Р<0,05).
Возможно, это было обусловлено, в первую очередь, активацией процессов выхода фермента из мышечных клеток в периферическую кровь при комбинированном воздействии СБА-ТКМС. Вместе с тем, следует отметить, что увеличение активности КФК свидетельствует о значительном утомлении мышц, которое вызвано высоким стимулирующим эффектом дозированной вибрации.
После второй серии тренировочно-стимуляционных занятий активность КФК оставалась на том же уровне, а через неделю после завершения экспериментальной программы уменьшилась на 19,2 %, при этом оставаясь на 50 % достоверно выше исходного уровня (Р<0,05). Через
четыре недели показатели активности КФК были достоверно (Р<0,05) выше исходных значений.
В контрольной группе (табл. 2) достоверных изменений отмечено не было. Анализ данных динамики кортизола показал, что после первой серии воздействий отмечалось достоверное (Р<0,05) увеличение концентрации кортизола на 107,33 %. После второй серии воздействий процесс адаптации к комбинированному воздействию СБА-ТКМС характеризовался нормализацией содержания кортизола и возвращением его концентрации к исходному уровню. Физиологический механизм повышения секреции кортизола находится в тесной связи с секрецией аденокортикотропного гормона (АКТГ), секретируемого в передней доле гипофиза. Сигналы, поступающие по нервным волокнам в гипоталамус, стимулируют выработку соматолиберина и вазопрессина, что в дальнейшем приводит к возрастанию секреции АКТГ. Дальнейшее взаимодействие АКТГ с рецепторами кортикотропина в коре надпочечников сопровождается усилением выработки и секреции кортизола. Кортизол, в свою очередь, по принципу обратной связи подавляет секрецию АКТГ, кортиколиберина и ангиовазопрессина, что способствует поддержанию оптимального уровня кортизола и не допускает продолжительных периодов повышения кортизола. Предполагается, что при остром стрессовом воздействии на организм ведущую роль в повышении уровня АКТГ и кортизола играет увеличение секреции кортиколиберина. Следует отметить, что реакция гипоталамо-гипо-физарно-надпочечниковой системы на любой стресс зависит не только от природы стресса, но и от условий стрессового воздействия, а также индивидуальных особенностей организма (генетических факторов, пола, личных качеств, предшествующего опыта), а также характера питания и наличия дополнительных стрессоров.
Таблица 2
Динамика биохимических показателей испытуемых контрольной
группы (X ±и)
Показатели Этап обследования
1 2 3 4
КФК, Ед/л 96,8±6,1 101,0±4,7 92,3±6,8 100,1±8,5
АСТ, Ед/л 24,3±3,1 23,7±1,9 21,5±3,6 22,8±2,7
Кортизол, нмоль/л 265,1±12,6 281,4±14,2 221,8±12,8 253,2±10,6
Тестостерон, нмоль/л 17,8±1,6 18,0±0,3 17,4±1,0 16,7±0,9
Тестостерон/кортизол х100 6,4±0,8 6,4±0,1 7,9±1,0 3,3±1,1
Примечание: 1 - первое обследование до начала эксперимента, 2 - второе обследо-
вание после 3 стимуляций, 3 - третье обследование после 7 стимуляций, 4 - четвертое обследование через 4 недели после завершения эксперимента.
Исследование динамики гормонов под влиянием тренировочных нагрузок является информативным показателем функционального состояния спортсменов. При несоответствии предъявляемых нагрузок функциональному состоянию спортсмена наблюдается снижение тестостерона и рост концентрации кортизола. Показателем функционального состояния считается соотношение тестостерон/кортизол, так называемый анаболический индекс, снижение которого больше чем на 30 % расценивается как признак перетренировки. Уровни тестостерона и кортизола в сыворотке крови спортсменов взаимосвязаны с объемом выполненной тренировочной работы. При увеличении объемов тренировочных нагрузок наблюдается снижение концентрации общего тестостерона в состоянии покоя. Уровень тестостерона в определенной степени влияет на выносливость спортсменов посредством влияния на энергетический потенциал мышечных клеток, способностью уменьшать процент жира в организме, усиливать синтез белка (в том числе и гемоглобина) и значительно активировать процессы восстановления и суперкомпенсации. Отмечается влияние концентрации тестостерона на повышение буферной емкости крови, в результате чего повышение лактата при работе высокой интенсивности происходит медленнее. Кроме того, уменьшается склонность к перетренированности, которая сопровождается повышенным распадом мышечной ткани.
В динамике уровня тестостерона под влиянием комбинированного воздействия СБА-ТКМС отмечалась тенденция к достоверному по сравнению с исходным уровнем (19,0±0,4 нмоль/л) увеличению содержания этого гормона после первого (21,2±0,2 нмоль/л) и второго (25,5±0,6 нмоль/л) тестирования. Через 4 недели после завершения эксперимента уровень тестостерона незначительно уменьшился по сравнению с предыдущим тестированием (23,6±0,3 нмоль/л), но оставался достоверно выше (P<0,05) исходного значения, что свидетельствует о наличии отставленного эффекта предлагаемой методики.
Показатели кортизола используются для оценки индивидуальной адаптации спортсменов, что дает возможность своевременно корректи-ровать тренировочный процесс. Высокие значения кортизола приводят к повышению содержания глюкозы в сыворотке крови, усилению распада мышечных волокон, увеличению количества нейтрофильных лейкоцитов. Торможение синтеза белков позволяет улучшить энергообеспечение мышечной деятельности высокой интенсивности, так как он является энергоемким процессом, конкурентом мышечного сокращения в использовании энергии. Максимальную работоспособность связывают не с абсолютными значениями концентрации гормонов в крови, а с соотношением концентрации тестостерона к кортизолу.
Особого внимания заслуживает выявленная динамика анаболии-ческого индекса тестостерон/кортизол (Т/К) у испытуемых экспериментальной группы (см. табл. 1).
Как следует из представленных данных, после первой серии экспериментальных воздействий отмечено достоверное (P<0,05) на 46,3 % снижение анаболического индекса (Т/К) с 6,7±0,4 до 3,6±0,2, что, по нашему мнению, обусловлено активацией процессов катаболической направленности. Важным является тот факт, что после второй серии стимуляционных процедур вышеупомянутый индекс практически вернулся к исходным данным и составил 7,9±0,5. В дальнейшем отмечалось некоторое снижение этого показателя, в первую очередь, за счет снижения концентрации кортизола.
Выводы.
1. Под влиянием сочетанного воздействия вибростимуляции и транскраниальной магнитной стимуляции на первом этапе наблюдалась активация процессов катаболической направленности, характеризующаяся возрастанием содержания кортизола в периферической крови на 107,33 % и снижением анаболического индекса на 46,3 %. Дальнейшие серии сочетанного воздействия вибростимуляции и ТКМС приводили к уравновешиванию активности процессов катаболической и анаболической направленности, что характеризовалось снижением содержания кортизола и возвращению к исходным данным значений индекса тестостерон/ кортизол.
2. В процессе исследования отмечено возрастание напряженности энергообмена в мышцах после первой стимуляционной серии, что сопровождалось возрастанием активности КФК на 85,7 %. Эффект удерживался на одном уровне в течение серий экспериментов и через неделю наблюдалось снижение активности КФК.
Список литературы
1. Солодков А.С. Адаптация в спорте: состояние, проблемы, перспективы // Физиология человека. 2000. Т. 26. № 6. С. 87-93.
2. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. М.: Физкультура и спорт, 1988. 208 с.
3. Глебов Р.Н. Мозг, синапсы и передача информации. М.: Знание, 1984. 208 с.
4. Платонов В.Н. Адаптация в спорте. Киев: Здоровье, 1988. 216 с.
5. Физиологические критерии нормирования тренировочных и соревновательных нагрузок в спорте высших достижений / Н.И. Волков [и др.] // Физиология человека. 2005. Т. 31. № 5. С. 125.
6. Казенников О.В., Величенко М.А., Левик Ю.С. Уменьшение возбудимости моторной коры при стационарном удержании // Управление движением: материалы I Всерос. конф. с междунар. участием по управлению движением. Великие Луки, 2006. С. 35.
7. Михеев А.А. Биологические основы дозированной вибрационной тренировки спортсменов: монография. Минск: БГУФК, 2006. 240 с.
8. Михеев Н.А. Теоретико-методические аспекты применения метода вибрационной тренировки в процессе подготовки сотрудников органов внутренних дел: автореф. дис. ...канд. пед. наук. Минск: БГУФК, 2017. 28 с.
9. Улащик В.С. Сочетанная физиотерапия: новые методы и аппараты // Здравоохранение. 2011. № 2. С. 25.
10. Иванчикова Н.Н. Особенности адаптации организма гребцов-академистов высокой квалификации к тренировочным нагрузкам в зависимости от объемов работы в различных зонах энергообеспечения: дис. ...канд. биол. наук. М., 2012. 127 с.
Михеев Александр Анатольевич, д-р пед. наук, д-р биол. наук, доц., зав. кафедрой, a_mixeev@mail. ru, Республика Беларусь, Минск, Белорусский государственный университет физической культуры,
Примак Денис Владимирович, аспирант, lagpri@,mail. ru, Республика Беларусь, Минск, Белорусский государственный университет физической культуры
Михеев Никита Александрович, канд. пед. наук, преподаватель, [email protected], Республика Беларусь, Минск, Академия МВД Республики Беларусь,
Леонов Владимир Владимирович, канд. пед. наук, доц., начальник кафедры, [email protected], Республика Беларусь, Минск, Академия МВД Республики Беларусь
STUDY OF BIOCHEMICAL PARAMETERS IN A THLETES UNDER THE INFLUENCE OF VIBRATION STIMULATION IN COMBINATION WITH TRANSCRANIAL MAGNETIC THERAPY
A.A. Mikheev, D. V. Prymak, N.A. Mikheev, V. V. Leonov
The laws governing the changes in biochemical parameters in the body of athletes under the influence of the combined effects of vibromiostimulation and transcranial magnetic stimulation are studied. The dynamics of biochemical parameters under the influence of training loads in the experimental and control groups is presented.
Key words: vibration stimulation, transcranial magnetic stimulation, anabolic index.
Mikheev Alexander Anatolievich, doctor of pedagogical sciences, doctor of biological sciences, associate professor, head of chair, a_mixeev@mail. ru, Republic of Belarus, Minsk, Belarusian State University of Physical Culture,
Prymack Denis Vladimirovich, postgraduate student, lagpri@mail. ru, Republic of Belarus, Minsk, Belarusian State University of Physical Culture
Mikheev Nikita Alexandrovich, candidate of pedagogical sciences, teacher, [email protected], Republic of Belarus, Minsk, Academy of the Ministry of Internal Affairs of the Republic of Belarus,
Leonov Vladimir Vladimirovich, candidate of pedagogical sciences, associate professor, head of chair, [email protected], Republic of Belarus, Minsk, Academy of the Ministry of Internal Affairs of the Republic of Belarus
Reference
1. Solodkov A.S. Adaptaciya v sporte: sostoyanie, problemy, perspektivy // Fiziologiya cheloveka. 2000. T. 26. № 6. S. 87-93.
2. Karpman V.L., Belocerkovskij Z.B., Gudkov I.A. Testirovanie v sportivnoj medicine. M.: Fizkul'tura i sport, 1988. 208 s.
3. Glebov R.N. Mozg, sinapsy i peredacha informacii. M.: Znanie, 1984. 208 s.
4. Platonov V.N. Adaptaciya v sporte. Kiev: Zdorov'e, 1988. 216 s.
5. Fiziologicheskie kriterii normirovaniya trenirovochnyh i sorevnovatel'nyh nagruzok v sporte vysshih dostizhenij / N.I. Volkov [i dr.] // Fiziologiya cheloveka. 2005. T. 31. № 5. S. 125.
6. Kazennikov O.V., Velichenko M.A., Levik Yu.S. Umen'shenie vozbudimosti motornoj kory pri stacionarnom uderzhanii // Upravlenie dvizheniem: materialy I Vseros. konf. s mezhdunar. uchastiem po upravleniyu dvizheniem. Velikie Luki, 2006. S. 35.
7. Miheev A.A. Biologicheskie osnovy dozirovannoj vibracionnoj trenirovki sportsmenov: monografiya. Minsk: BGUFK, 2006. 240 s.
8. Miheev N.A. Teoretiko-metodicheskie aspekty primeneniya metoda vibracionnoj trenirovki v processe podgotovki sotrudnikov organov vnutrennih del: avtoref. dis. . ..kand. ped. nauk. Minsk: BGUFK, 2017. 28 s.
9. Ulashchik V.S. Sochetannaya fizioterapiya: novye metody i apparaty // Zdravoohranenie. 2011. № 2. S. 25.
10. Ivanchikova N.N. Osobennosti adaptacii organizma grebcov-akademistov vysokoj kvalifikacii k trenirovochnym nagruzkam v zavisimosti ot ob"emov raboty v razlichnyh zonah energoobespecheniya: dis. ...kand. biol. nauk. M., 2012. 127 s.
