CC BY
187
УДК 577.111:796
Н.А. ТРОЕГУБОВА1, Н.В. РЫЛОВА1, P.P. ГИЛЬМУТДИНОВ2
казанский государственный медицинский университет, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 49 2ЦНИИ геолнеруд, 420097, г. Казань, ул. Зинина, д. 4
Метаболизм макро- и микроэлементов у юных спортсменов
Троегубова Наталья Александровна — аспирант кафедры госпитальной педиатрии с курсом ПП и ПДО, тел. +7-905-376-29-79, e-mail: troegubova_na@mail.ru
Рылова Наталья Викторовна — доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной педиатрии с курсом ПП и ПДО, тел. +7-917-397-33-93, e-mail: rilovanv@mail.ru
Гильмутдинов Руслан Равилевич — химик-аналитик, тел. +7-904-670-09-13, e-mail: kaigel@mail.ru
В статье представлены результаты исследования макро- и микроэлементов (кальций, калий, магний, железо, цинк и селен) в слюне и волосах юных спортсменов. В исследовании приняли участие 95 детей в возрасте от 12 до 17 лет. Выявлены следующие достоверные различия: в слюне у спортсменов снижен уровень кальция и калия, а микроэлементы хром, цинк и селен достоверно повышены. В волосах отмечается достоверное повышение концентраций калия, магния, цинка и селена, а уровни железа и хрома снижены. Установленные изменения в макро- и микроэлементном статусе юных спортсменов отражают особенности их метаболизма в условиях высоких физических и эмоциональных нагрузок. Ключевые слова: макро- и микроэлементы, дисэлементозы, юные спортсмены.
N.A. TROEGUBOVA1, N.V. RYLOVA1, R.R. GILMUTDINOV2
1Kazan State Medical University, 49 Butlerov St., Kazan, Russian Federation, 420012
2Central Research Institute for Geology of Industrial Minerals, 4 Zinin St., Kazan, Russian Federation,
420097
Metabolism of macro- and micronutrients in young athletes
Troegubova N.A. — postgraduate student of the Department of Hospital Pediatrics with a course of PP and PAE, tel. +7-905-376-29-79, e-mail: troegubova_na@mail.ru
Rylova N.V. — D. Med. Sc., Professor of the Department of Hospital Pediatrics with a course of PP and PAE, tel. +7-917-397-33-93, e-mail: rilovanv@mail.ru
Gilmutdinov R.R. — chemist-analyst, tel. +7-904-670-09-13, e-mail: kaigel@mail.ru
The article presents the results of a study of macro- and micronutrients (calcium, potassium, magnesium, iron, zinc and selenium) in saliva and hair young athletes. The study involved 95 children, aged from 12 to 17 years residing in the city of Kazan. Significant differences: for example in saliva-reduced levels of calcium, potassium, trace minerals chromium, zinc, and selenium significantly increased, compared with students not involved in sports professionally. In hair registered a significant increase of concentrations of potassium, magnesium, zinc, selenium, chromium and iron levels are reduced. Revealed changes in the macro- and trace element status of young athletes show the specificity of physiological processes in the context of high physical and emotional stress. Key words: macro- and micronutrients, diselementozis, young athletes.
Детский организм отличается от взрослого бурным ростом и развитием, активным процессом формирования органов и систем. Регулярные тренировки в детском возрасте повышают функциональные и адаптационные резервы организма, способствуют укреплению здоровья, повышению физической и умственной работоспособности. Однако спорт, особенно детский, характеризует-
ся повышенным травматизмом и возникновением предпатологических или патологических состояний вследствие физического и психического перенапряжения, переутомления, снижения адаптационных резервов. Сбалансированное поступление макро- и микроэлементов необходимо как для сохранения здоровья, так и достижения высоких спортивных результатов [1, 2].
Примечание: различия между группами достоверны при * — р <0,05 Таблица 2.
Содержание макро — и микроэлементов в волосах исследуемых подростков (мг/кг; М±т)
Таблица 1.
Содержание макро — и микроэлементов в слюне исследуемых подростков (мг/л; М±т)
Элемент Контрольная группа Фехтование Хоккей на траве
Кальций 44,45±2,32 25,23±1,98* 40,64±1,69
Калий 1456,82±78,98 401,43±50* 782,81±28,07*
Магний 3,87±0,3 2,67±0,48 6,53±0,51*
Железо 0,046±0,01 0,0312±0,0049 0,032±0,001
Хром 0,003±0,0002 0,013±0,0007* 0,025±0,0018*
Цинк 0,032±0,0043 0,02±0,007 0,13± 0,019*
Селен 0,0064±0,0003 0,015±0,00032* 0,012±0,0011*
Элемент Контрольная группа Фехтование Хоккей на траве
Кальций 813,9±102,33 652±49,82 1056±62,66
Калий 30,27±6,25 115,56±20,23* 98,87±14,41*
Магний 68,137±7,67 63,89±6,3 95,36±8,29*
Железо 35,58±3,69 16,73±2,08* 23,23±3,62*
Хром 1,319±0,36 0,608±0,079 0,22±0,063*
Цинк 83,28±5,79 140,97±12,09* 183,75±17,91*
Селен 0,397±0,0266 0,53±0,0187* 0,47±0,012*
Примечание: различия между группами достоверны при * — р <0,05
Причины дефицита микронутриентов многочисленны. Дисбаланс минерального статуса может быть обусловлен как недостаточным поступлением биоэлементов, так и нарушенным усвоением вследствие патологии пищеварительного тракта, возможным увеличением потерь при заболеваниях мочевыводящей системы [3, 4]. Кроме того, обмен микроэлементов зависит и от биогеохимических особенностей региона проживания [5]. Неблагоприятный состав питьевой воды является одним из ведущих факторов возникновения заболеваний у взрослых и детей [6, 7]. Подавляющее большинство случаев дисэлементозов у юных спортсменов можно отнести к разряду профессиональных, т.е. связанных с большими физическими и психоэмоциональными нагрузками на организм [8].
На современном этапе оценка содержания металлов в отдельно взятой биологической среде, представляется односторонним и необъективным. В связи с чем целью работы стало изучение особенностей макро- и микроэлементного состава волос и слюны у юных спортсменов. Определяли содержание 7 биоэлементов: кальций, калий, магний, железо, цинк, хром и селен.
Забор волос производился путем среза из нескольких мест затылочной части головы в соответствии с требованиями медицинской технологии «Выявление и коррекция нарушений минерального обмена организма человека». Забор смешанной слюны осуществлялся в количестве 0,7 мл, мате-
риал помещали в пробирку объемом 10 мл по методике, описанной Карасевой Р.В., 2006. Для проведения исследования была использована комбинация методов: масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (Elan 9000, PerkinElmer Sciex, США), оптической эмиссионная спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (Optima 2000 DV, PerkinElmer, США).
Статистическая обработка результатов исследований проводилась с использованием программы Microsoft Exсel-7, Statistica 10.0 и включала описательную статистику, оценку достоверности различий по Стьюденту и корреляционный анализ по Спирмену с оценкой достоверности коэффициентов корреляции.
В исследовании приняли участие 95 детей, в возрасте от 12 до 17 лет, постоянно проживающих в г. Казани. Контрольную группу составили 28 школьников (20 девочек, средний возраст 14,4±0,37 года, 8 мальчиков, средний возраст 14,75±0,61 года), уроки физической культуры в рамках школьной программы. В контрольную группу отбирались дети с отсутствием острых и хронических заболеваний, отсутствием жалоб, гастродуоденальной и другой патологии, повышения температуры тела в течение двух месяцев, которые в те же сроки не принимали медикаменты. По данным индивидуальных карт развития школьников (форма 026/у-2000), все дети относились к 1-й и 2-й группе здоровья. У всех обследуемых были нормальные массо-ростовые по-
казатели. В данной группе показатели общеклинических анализов соответствовали норме.
Вторая группа — 47 спортсменов (29 мальчиков, средний возраст — 15,78±0,2 года, 18 девочек, средний возраст — 15,68±0,25 года), воспитанники Республиканской специализированной детско-юношеской спортивной школы олимпийского резерва по хоккею на траве «Динамо» Республики Татарстан. Тренировки проходят 6 раз в неделю по 2-3 часа.
Третья группа — 20 спортсменов (10 мальчиков, средний возраст — 14,2±0,25 года, 10 девочек, средний возраст — 15±0,42 года), ученики Республиканской специализированной детско-юношеской спортивной школы олимпийского резерва по фехтованию Республики Татарстан, тренировки 6 раз в неделю по 3-4 часа.
Все спортсмены, участвовавшие в исследовании, имеют разряды КМС, 1-й и 2-й взрослые, а также юношеские разряды, проходят два раза в год: осенью и весной обследование в ГАУЗ «Республиканский центр медицинской профилактики» в отделении врачебного контроля. На момент исследования юные спортсмены были допущены к соревновательной и тренировочной деятельности, показатели общеклинических анализов в норме. Результаты, полученные в ходе исследования, представлены в табл. 1 и 2.
Половых различий в группах исследования выявлено не было. Макро- и микроэлементный состав волос и слюны юных спортсменов существенно отличался от школьников, не занимающихся спортом. Кальций, играющий важную роль в метаболизме костной ткани, нервно-мышечной проводимости, сокращении мышц был в 1,76 раза снижен у спортсменов (в слюне) по сравнению с группой контроля. Выявлена прямая высокая корреляционная зависимость между содержанием кальция в волосах и слюне группы хоккей на траве г=0,76 (р<0,05). Уровень кальция в сыворотке крови является одним из наиболее стабильных показателей, который поддерживается за счет регуляции гормонов: пара-тиреоидного гормона, кальцитонина и витамина D.
Интересными представляются результаты, полученные в ходе исследования основного внутриклеточного макроэлемента — калия. Выявлено, что в слюне группы фехтования и хоккея на траве достоверно снижена концентрация калия, соответственно, в 3,62 и 1,86 раза по сравнению с группой контроля. В волосах зарегистрировано достоверное повышение содержания этого элемента соответственно в 3,81 (фехтование) и 3,26 (хоккей на траве) раза. Калий играет огромную роль в регуляции водно-солевого обмена, терморегуляции, улучшает выносливость, повышает переносимость нагрузок. Повышение содержания калия в волосах юных спортсменов, по всей видимости, отражает его усиленный метаболизм.
ЛИТЕРАТУРА
1. Топанова А.А., Чернякина Т.С., Гольдберг Н.Д., Дондуков-ская Р.Р. Разработка алгоритма оценки пищевого статуса юных спортсменов // Профилактическая и клиническая медицина. — 2008. — №1. — С. 35-38.
2. Конь И.Я., Тоболева М.А., Димитриева С.А. Дефицит витаминов у детей: основные причины, формы и пути профилактики у детей раннего и дошкольного возраста // Вопросы современной педиатрии. — 2002. — №1(2). — С. 62-67.
3. Файзуллина Р. А., Киясова Л. М., Мороз Т. Б. Пищевой статус подростков с хроническим гастродуоденитом и различной массой тела // Практическая медицина. — 2010. — №7(46). — С. 133.
Магний — элемент, повышающий мышечную работоспособность и выносливость, особенно необходим спортсменам в период высокой и продолжительной нагрузки. Зарегистрировано достоверное его повышение в слюне и волосах группы хоккей на траве, соответственно, в 1,68 и 1,39 раза. Установлено, что в волосах юных спортсменов достоверно снижена концентрация железа в группе фехтования в 2,12 раза, хоккея на траве в 1,53 раза. По данным литературы такое состояние рассматривается как неблагоприятный фактор развития анемии [9].
В результате исследования также установлено, что уровень хрома достоверно выше в слюне групп фехтования и хоккея на траве, соответственно, в 4,33 и 8,33 раза в сравнении с группой контроля, тогда как в волосах уровень хрома в команде хоккей на траве достоверно снижен в 5,99 раза. Хром участвует в регуляции углеводного обмена, деятельности сердечной мышцы, дефицит хрома может провоцировать гипогликемические состояния [10].
Цинк достоверно выше в слюне команды по хоккею на траве в 4,06 раза по сравнению с группой контроля, а в волосах его концентрация повышена в обеих группах юных спортсменов в 1,69 (фехтование) и в 2,2 (хоккей на траве) раза. Для селена также отмечено достоверное повышение показателей в сравнении с группой контроля в изучаемых биосубстратах: в волосах и слюне, соответственно, в 1,33 и в 2,34 раза в группе фехтования и в 1,18 и 1,87 раза в команде хоккея на траве. Установлена прямая высокая корреляционная зависимость между содержанием селена в волосах и слюне группы хоккей на траве г=1 (р<0,05).
Формирующиеся дисбалансы микроэлементов могут становиться одним из факторов, отрицательно влияющих на здоровье юных спортсменов. Так по данным литературы в волосах профессиональных спортсменов установлено снижение показателей цинка и селена — важнейших элементов с биокаталитическими, иммуно- и гормономодулирующими свойствами. Этот факт расценивается как относительный дефицит микроэлементов, который может привести к иммунодефицитным состояниям, воспалительным процессам, болезням кожи, повышению чувствительность к гипоксии [11].
Таким образом, в ходе проведенного исследования установлены следующие достоверные различия: в слюне у спортсменов снижен уровень кальция и калия, а микроэлементы хром, цинк и селен достоверно повышены. В волосах отмечается достоверное повышение концентраций калия, магния, цинка и селена, а уровни железа и хрома снижены. Установленные изменения в макро- и микроэлементном статусе юных спортсменов отражают особенности их метаболизма в условиях высоких физических и эмоциональных нагрузок.
4. Кузнецова Е.Г., Фадеева О.Ю., Шиляев Р.Р., Никитина Т.А., Баранова А.В. Показатели макро- и микроэлементного состояния у детей с хроническим пиелонефритом и дисметаболической нефро-патией // Вестник Ивановской медицинской академии. — 2013. — Т. 18. №2. — С. 12-17.
5. Соколов М.С., Дородных Ю.Л., Марченко А.И. Здоровая почва как необходимое условие жизни человека // Почвоведение. — 2010. — №7. — С. 858-866.
6. Гельфонд Н.Е., Старкова Е. В., Асташов В.В., Шуваева О.В. Исследование макро- и микроэлементного статуса детей Западносибирского региона и возможности коррекции путем изменения водно-питьевого режима // Известия Самарского научного центра российской академии наук. — 2010. — Т. 12. №1-7. — С. 1655-1658.
7. Булатов В.П., Рылова Н.В. Минеральный статус у детей с заболеваниями органов пищеварения // Практическая медицина. — 2010. — №42. — С. 26-30.
8. Скальный А.В., Орджоникидзе З.Г., Громова О.А. Макро- и микроэлементы в физической культуре и спорте. — М.: КМК, 2000. — 71 с.
9. Радыш И.И., Дулепова И.И. Особенности элементного состава волос у борцов греко-римского стиля // Вестник РУДН. — Серия
«Медицина». - 2006. - №1(33). - С. 28-33.
10. Файзуллина Р.А., Мальцев С.В. Особенности баланса тяжелых металлов у детей с хроническим гастродуоденитом // Казанский медицинский журнал. — 2002 — Т. 83, №1. — С. 56-58.
11. Орджоникидзе З.Г., Катулин А.Н., Скальный А.В. Особенности элементного состава волос профессиональных футболистов // Микроэлементы в медицине. — 2003. — №4(4). — С.25 -29
