CC BY
88
МЕТАБОЛИЗМ В ПРОЦЕССЕ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЮНЫХ СПОРТСМЕНОВ-ДЗЮДОИСТОВ
А.П. Исаев, С.А. Личагина, С.А. Кабанов, Е.Ю. Горяева ЮУрГУ, г. Челябинск
Описан метаболизм креатин-фосфокиназы, перекисного окисления липидов, среднемолекулярных пептидов, антиоксидантной активности, содержание молочной кислоты, окисляемости липидов, содержание мочевины в 2-недель-ных макроциклах, 4 мезоциклах подготовки юных дзюдоистов 17-18 лет, квалификацией кандидатов (п=17) и мастеров спорта (п=11).
Пути аэробного и анаэробного метаболизма рассмотрены с позиций биоэнергетического обеспечения мышечной деятельности. Сделан анализ регуляции путей и факторов, влияющих на аэробный и анаэробный метаболизм при мышечных воздействиях высокой интенсивности. Известно, что в тренировках дзюдоистов отмечается усиление фос-фогенных звеньев, умеренного увеличения молочной кислоты, значительного повышения ПОЛ, АОА, окисляемости липидов, значительного увеличения содержания средних молекул (см. таблицу).
В спортивной борьбе анаэробная энергопродукция играет важную роль в обеспечении мышечной деятельности, в частности при выполнении серий сложных технико-тактических действий с высокой
интенсивностью, при которых потребность в АТФ превышает то ее количество, которое вырабатывается аэробными биохимическими механизмами. При выполнении высокоинтенсивной мышечной работы анаэробный путь ресинтеза АТФ обеспечивает на 80-90% общую потребность мышц в АТФ, поскольку снабжение мышц кислородом недостаточно и ССС для этого начинает доставку 02 к работающим мышцам в попытке удовлетворить их метаболический запрос [8]. По мнению автора, общий вклад анаэробного и аэробного энергообеспечения в общее продуцирование АТФ, образующегося при выполнении 3-минутных интенсивных технических действий соответственно составляет 80 и 20%, при 30-секундных спуртах; 45 и 55% в следующие 60-90
Изменение биохимических показателей у юных дзюдоистов под воздействием кумулятивных нагрузок
двухнедельного цикла подготовки (п=28)
Показатели Контроль (п=2) До мик роцикла После микроцила Р
Статистики Разброс Статистики Разброс
Креатин-фосфагеназа, МЕ 0-20 8,80±2,70 0-27 18,40±2Д0 6-27 <0,05
Средние молекулы, биу-рет; ед. плотности на мл плазмы 0,18-0,22 0,24±0,01 0,19-0,31 0,29±0,02 0-18-0,39 <0,05
Перекисное окисление липидов - ПОЛ-изопропропанол-1; отн. ед.; Е 232/Е 220 0,30-0,40 0,75±0,01 0,40-1,50 0,49±0,01 0,28-0,61 <0,01
ПОЛ-изопропанол-2; отн. ед.; Е 278/Е 220 0,18-0,25 0,76±0,12 0,10-2,96 0,69±0,06 0,41-0,92 >0,05
ПОЛ-гептан-1; отн. ед. 0,80-0,95 0,92±0,05 0,72-1,20 2,10±0,25 0,65-6,68 <0,05
ПОЛ-гептан-2; отн.ед. 0,80-0,95 0,63±0,04 0,48-1,00 2,82±0,42 0,62-8,72 <0,05
Окисляемость липидов; в процентах к исходному приросту - 145,76±24,03 36-243 247,70±27,24 115-485 <0,05
Антиокислительная активность плазмы; в процентах к исходному (подавление) - 407,80±85,96 176-1640 962,42±136,97 158-4162 <0,05
Потребление глюкозы эритроцитами; мл/моль/1 млн эритроцитов за 2 часа - 1,23±0,69 0,19-1,13 1,15±0,10 0,96-1,36 >0,05
Лактат до МКц тестовой нагрузки 60 бросков, моль/л 1-1,5 13,65±0,49 11-14 11,12±0,36 10-13 <0,05
Концентрация мочевины; мг%, моль/л 36-42 5,99-6,99 38,23±1,39 39-41 42,64±1,42 40-44 <0,05
Физиология двигательной активности и спорта
секунд; 30-70% от 120 до 180 секунд мышечных воздействий. Данный режим энергообеспечения характерен для схваток юных дзюдоистов [4].
В нагрузках ударного спектра воздействия к каким относились недельные «дни борьбы», специальные тесты: спурт, прессинг, рваный темп околопредельной интенсивности. Однако эти средства тренировки и контроля занимали 30-35% всего тренировочного времени на этапе непосредственной подготовки к соревнованиям.
Учитывая долговременность тренировочных нагрузок в борьбе (двухразовые в день тренировки продолжительностью не менее 2 часов) на этапах непосредственной подготовки к социальнозначимым соревнованиям, можно констатировать истощение углеводных запасов и в большом использовании жиров при относительно низком МПК/кг борцов (52-55 мл [1]). Так, активность КФК настоящим исследованием после МКЦ свидетельствует о преобладании окислительного фосфорилирования. На этом фоне, потребление глюкозы эритроцитами несколько снизилось, но недостоверно. Отсутствие гиперферментемии по окончании МКЦ свидетельствует о допустимости нагрузок и наличии физиологического состояния на уровне клеточной проницаемости. Некоторое торможение процессов потребления глюкозы эритроцитами возможно вызывали ингибирование гликолиза в скелетных мышцах, и, как следствие, на этом фоне происходило достоверное усиление липидного обмена, увеличение АОА, плазмы крови на фоне повышения липидных перекисей характеризует биологически целесообразные изменения в организме под воздействием кумулятивного эффекта нагрузок МКЦ. Из современной литературы известно [10, 11, 13, 14], что у человека, тренирующегося в развитии выносливости заметно снижается плазменный клиренс глюкозы, а также глюконеогенез [1]. После МКЦ отмечалось существенное увеличение средних молекул. Этот лабораторный показатель, вероятно, является маркером изменения метаболических резервов спортсменов, по-видимому, связан с расслаблением СЖК. Молочная кислота является конечным продуктом анаэробного гликолиза. Прямая зависимость уровня мочевины и нагрузки указывает на сбалансированность метаболизма дзюдоистов.
Для оценки фонового функционального состояния дзюдоистов в полевых условиях использовались индикаторы: креатин, фосфор неорганический, отражающие характер энергообеспечения физической работоспособности, кетоновые тела, ЦОРК. и белок мочи. Проводилась диагностика гемоглобинового и миоглобинового уровня, оценка стресс-напряжения. Выявлены высокие фоновые данные развитости креатинфосфатного пути у 35% борцов, средние - у 60% и низкие - у 5% обследуемых борцов. Ресинтез АТФ происходит за счет метаболитов, как содержащихся в мышце, так и образующихся в процессе мышечного напряжения (тест на стресс-напряжение). Низкий уровень гемоглобина выявлялся у 3 обследуемых спортсменов.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о необходимости наряду с педагогическим контролем, биохимического контроля в период подготовки к социально-значимым соревнованиям дзюдоистов.
К первым индикаторам метаболического состояния относятся креатинфосфат (КФК) и АДФ. Ресинтез АТФ за счет КФК осуществляется путем перенесения фосфатной группы молекулы КФК на АДФ или двух молекул КФК и АМФ с образованием АТФ и нефосфорилированного креатина. Креатинкиназная реакция протекает чрезвычайно быстро. Запасы КФК в мышцах ограничены. Ресинтез АТФ может осуществляться в анаэробных условиях. Эти обстоятельства учитывались при определении дозированных нагрузок и реакций организма.
Наблюдалось активное использование энергии АТФ у 30% спортсменов, умеренное - у 50% и пассивное - у 20% дзюдоистов. Об уровне биоэнергетики судили по динамике показателей фосфора неорганического. Пути ресинтеза АТФ разделены на две группы: анаэробные и аэробные. К первым относятся креатинкиназные реакции и гликолитическое фосфорилирование, ко вторым -дыхательное фосфорилирование. Вполне очевидно, что метаболическая адаптация к тренировке обеспечивается повышением дыхательной способности мышц, все же специфические и биохимические механизмы, участвующие в этом процессе, объяснены лишь частично [6].
Важность изменений концентрации гормонов под воздействием мышечной деятельности, как и увеличение количества переносчиков глюкозы так же требует своего выяснения [12, 15]. Требует дальнейшего уточнения предложение о том, что под влиянием тренировки увеличивается амплитуда различных физиологических ответов при выполнении пролонгированных или интенсивных мышечных воздействий [1,7].
В доступной нам литературе, мы не встретили данных об эксреции креатина и неорганического фосфора у борцов в зависимости от вида спорта и спортивной квалификации. Оценка креатинкиназ-ного пути имеет большое значение для дзюдоистов, так как он составляет биохимическую основу двигательного качества быстроты [9].
Вот поэтому для оценки общих энергозатрат определяется количество неорганического фосфора (НФ) в моче. Высокие потери НФ наблюдались у 30% дзюдоистов, средние - у 50% и низкие - у 20% спортсменов. Это позволяло оценивать уровень метаболического обеспечения специальной готовности борцов. Наличие белка в моче до мезо-цикла у 30% обследуемых спортсменов свидетельствует о неадекватности предыдущих нагрузок метаболическим возможностям организма и недо-восстановлению. Средние значения ЦОРК корре-ляцируют с показателями мочевины [9].
Полученные нами повышенные показатели ЦОРК наблюдались у 33% дзюдоистов. Это указывало на необходимость коррекции нагрузок, изменения интервалов отдыха с целью предупреждения переутомления. У 40% обследуемых спорт-
68
Вестник ЮУрГУ, № 3, 2006
Исаев А.П., Личагина С.А., Кабанов С.А., Горяева ЕЮ.
Метаболизм в процессе мышечной деятельности юных спортсменов-дзюдоистов
сменов ЦОРК была на среднем уровне, а у 27% имело высокий уровень.
До МЗЦ отмечалось повышенное содержание кетоновых тел у 63% дзюдоистов. Это указывало на приоритет липидного обмена в энергообеспечении двигательной активности борцов. Наряду с этим у 45% спортсменов наблюдался высокий уровень нервно-психического напряжения.
Функциональное (метаболическое) состояние борцов после МЗЦ подготовки обнаружило следующие изменения. Увеличилось количество обследуемых (45%) с высокой развитостью креатин-фосфатного пути биоэнергетики. На среднем уровне этого процесса наблюдалось 50% и низком - 5% спортсменов. Биохимическая основа специальной выносливости дзюдоистов связана с потенциальными возможностями анаэробного ресинтеза богатых энергией фосфорных соединений, а также с адаптацией организма к работе в относительно анаэробных условиях (до 25%). Активное использование энергии АТФ отмечалось у 40% борцов, умеренное - у 50% и пассивное - у 10% обследуемых.
Наличие белка в моче после МЗЦ отмечалось у 25% дзюдоистов, что говорит о недовосстанов-лении обследуемых спортсменов. Аналогичные данные отмечались в повышенных данных ЦОРК (32%). Психоэмоциональные и физические нагрузки, приводящие отдельных спортсменов к премор-бидному состоянию способствуют окрашиванию осадков в коричнево-вишневые цвета. У 50% спортсменов были средние, а у 27% - высокие показатели ЦОРК.
Известно [3], что между средними величинами ЦОРК и объемом проделанной работы выявлена корреляционная зависимость. Замыкаемые связи обнаружены между спортивным результатом и интенсивностью окрашивания ЦОРК [5]. Наши исследования подтвердили данные вышеуказанных авторов.
Увеличение содержания кетоновых тел выявилось лишь у 37% исследуемых дзюдоистов. Это свидетельствует о перераспределении в энергообеспечении под влиянием мышечных нагрузок в сторону углеводно-белкового обмена. Относительно низкий уровень гемоглобина наблюдался у 25% элитных борцов и у такого же количества обследуемых высокий уровень стресс-напряжения
Таким образом, проведенное исследование и данные литературы позволяют заключить, что увеличение двигательной способности взаимосвязано с повышением способности к генерации АТФ [7]. Ранее нами было показано [2], что концентрация инсулина у спортсменок высшей квалификации (биатлон) ниже, чем у нетренированных, а под воздействием ТН в состоянии высокой работоспособности ниже. Такая особенность обусловлена меньшим угнетением инсулиновой секреции Б нервной системы, поскольку средние молекулы под воздействием нагрузок МКЦ несколько возрастают. Установлено, что более высокий уровень инсулина под влиянием тренировки вносит свой вклад в замедление скорости освобождения глюкозы и СЖК при мышечной работе. Поэтому выглядит парадоксально, что под влиянием трениро-
вок потребление мышцами плазменной глюкозы снижается.
Следовательно, несмотря на то, что известные особенности влияния тренировок дзюдо на суб-страктный метаболизм, многие вопросы, относящиеся к этой проблеме требуют уточнения.
Литература
1. Исаев А.П. Механизмы долговременной адаптации и дисрегуляции функций спортсменов к нагрузкам олимпийского цикла подготовки: Дис. ... д-ра биол. наук. - Челябинск, 1993. - 482 с.
2. Исаев А.П., Личагина С.А., Потапова Т.В. Стратегии адаптации человека: Учебное пособие. -Тюмень: Изд-во ТГУ, 2003. - 248 с.
3. Исаков И.И. Функциональные методы исследования в клинике внутренних болезней. - Л.: Медицина, 1977.
4. Кабанов С.А., Исаев А.П. Двигательный гомеостаз борцов: Совершенствование системы многолетней подготовки. - Челябинск: СЧЭА, 1999.-224 с.
5. Колб В.Г., Камышников B.C. Клиническая биохимия. - Минск: Беларусь, 1976. - 313 с.
6. Когген Э., Уильямс Б. Метаболическая адаптация к физическим тренировкам, направленным на развитие выносливости/ Метаболизм в процессе физической деятельности. - Киев: Олимпийская литература, 1998.-С. 195-232.
7. Метаболизм в процессе физической деятельности/ Под ред. М. Харгривса. - Киев: Олимпийская литература, 1998. - 286 с.
8. Спрайет Л. Анаэробный метаболизм при высоких физических нагрузках/ Метаболизм в процессе физической деятельности. - Киев: Олимпийская литература, 1998. - С. 9-52.
9. Яковлев Н.Н. Молекулярные и функциональные основы приспособления организма к условиям среды. - Л.: Наука, 1986. - 17 с.
10. Endurance training decreases plasma glucose turnover and oxidation during moderate intensity exercise in men / A.R, Coggan, W.M. Kohrt, R.J. Spina et. al.// J. Appl. Physiol. - 1990. - №68. - P. 990-996.
11. Plasma glucose kinetics during exercise in subjects with high and low lactate thresholds/ A.R. Coggan, R.J. Spina, W.M. Kohrt et. al.// J. Appl. Physiol. - 1992. - №73. - P. 1873-1880.
12. Elevated skeletal muscle glucose transporter levels in exercise-trained middle-aged men / J.A. Hou-mard, P.C. Egan, P.D. Neuter et. al. //Am. J. Physiol,-1991.-№261.-E. 437-443.
13. Jansson E., Kaijser L. Substrate utilization and enzymes in skeletal muscle of extremely endur-ance-trained// J. Appl. Physiol. - 1987. - № 662. -P. 999-1005.
14. Increased epinephrine response and inaccurate glucorequlation in exercising athletes/ M. Kjaen, P.A. Farrell, N.J. Christensen et. al.// J. Appl. Physiol. -1986.-№61.-P. 1693-1700.
15. Effect of endutance training on glucose transport capacity and glucose transporter expression in rat skeletal muscle/ T. Ploud, B.M. Stall-Knecht, B.M. Pedersen et. al.// Am. J. Physiol. - 1990. -№ 259. - P. 778-786.
