CC BY
42
СПОРТИВНАЯ МЕДИЦИНА
МИНЕРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ ПЯТОЧНОЙ КОСТИ В УСЛОВИЯХ НАПРЯЖЕННОЙ
МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Т.Ф. АБРАМОВА, К.И. НИКИТИНА, Т.М. НИКИТИНА,
ВНИИФК
Аннотация
На основании представленных данных анализируется влияние различных факторов спортивной деятельности на изменения минеральной плотности в условиях адаптация костной ткани к физическим нагрузкам. Представлены данные о величинах минеральной плотности пяточной кости у спортсменов обоего пола, представителей специализаций с различным двигательным стереотипом, с учетом влияния общих биологических (возраста) и спортивных факторов (специализации, стажа и квалификации, периода подготовки). Выявлены виды спорта с повышенным фактором риска формирования остеопоротических изменений.
Ключевые слова: минеральная плотность костной ткани, спортсмены высокой квалификации, спортивная специализация.
Abstract
On the basis of representative data influence of various factors of sports activity on changes of mineral density in conditions adaptation of an osteal tissue to exercise stresses is analyzed. Data about sizes of mineral density of a calcaneus at sportsmen обоего a floor, representatives of specializations with a various impellent stereotype, in view of influence of general biological (age) and sports factors (are presented to specialization, the experience and to qualification, the period of preparation).
Kinds of sports with the increased risk factor of formation osteoporotic changes are taped.
Key words: mineral density of bone tissue, elite athletes, sports speciality
В условиях современного развития спорта высших достижений ведущее место занимает разработка критериев оценки текущего и накопленного состояния различных подсистем организма, обеспечивающих адаптацию к тренировочным нагрузкам в процессе многолетней спортивной деятельности. Костная ткань выполняет разнообразные и значимые функции в организме человека, претерпевая в условиях напряженной мышечной деятельности особенно значительные изменения, негативная выраженность которых проявляется в постоянно повышающейся частоте болевых синдромов и травматичности (Миронова З.С., Меркулова Р.И., Богуцкая Е.П., Бад-нин И.А., 1982; Ligata A.A., 1988; Aloia J.F., 1989; Ники-тюк Б.А., Коган Б.И.) . Костная масса является ведущей детерминантой механических свойств костной ткани, на 75-80% определяя ее прочность. Регуляция костного обмена находится под контролем как сугубо факторов костного обмена, так и системных гормонов, которые в свою очередь являются и регуляторами целостной адаптации организма к тренировке (Кассиль Г.Н., Вайсфельд И.Л., Матлина Э.Ш., Шрейберг Г.Л., 1978; Риггс Б.Л., Мелтон III Л.Д., 2000; Рожинская Л.Я., 2000). Целостность регуляции адаптации подсистем и организма
в целом, высокая интенсификация и высокий травматизм спортивной деятельности актуализируют изучение маркеров состояния костной ткани с целью раннего выявления риска гипотрофических состояний, проявляющихся наиболее часто в снижении минеральной плотности.
До последнего времени изучение тканевых маркеров (минеральной плотности) состояния скелета спортсменов было ограничено аппаратурными методами с большой лучевой нагрузкой и субъективизмом оценки с выявлением уже очень серьезных нарушений, граничащих с травмами. Биохимические маркеры в большей мере ориентированы на выявление механизмов нарушения или текущих сдвигов костного метаболизма, не в полной мере или не всегда отражая тканевые изменения (Цыганенко А.Я., Жуков В.И., Мясоедов В.В., Завгородний И.В.,2002). Использование современной УЗИ - денситометрической аппаратуры с отсутствием лучевой нагрузки, хорошей воспроизводимостью, коротким временем тестирования обеспечивает возможность проведения скрининговых широких обследований спортсменов при отсутствии еще клинических показаний, т.е. с ранним выявлением начальных тканевых изменений (Баран Д.Т., Фолкнер К.Г., 1998; Рахманов Л.С., Бакулин А.В., 1998).
Принимая во внимание высочайший рост результатов и соответственно экстремальное функционирование всех систем жизнеобеспечения человека в спортивной деятельности, вышеизложенное обуславливает актуальность изучения показателей минеральной плотности скелета спортсменов высокой квалификации различных видов спорта способом денситометрии.
Настоящее исследование посвящено изучению изменчивости минеральной плотности костей (на примере пяточной) спортсменов различных видов спорта обоего пола и разного возраста и квалификации с помощью метода ультразвуковой денситометрии, а также определению факторов и значимости их влияния на состояние костной ткани изучаемого контингента.
Минеральная плотность костей определялась в области пятки на ультразвуковом костном денситометре «Achilles Express» (Lunar, USA); учитывалось, что пяточной кости присущ высокий метаболизм и изменения в ее минеральной плотности адекватно отражают костные потери при нарушениях в позвоночном отделе, бедренной кости и при постменопаузальном синдроме (Кудрявцев П.С., 1999; Глюер К., 1999; Рожинская Л.Я., 2000). Согласно рекомендациям ВОЗ, оценка минеральной плотности проводилась относительно пикового уровня костной ткани (% от значения в 20-30 лет): 87,1-113% -норма; 87-68% - остеопения; менее 68% - остеопороз. Концентрации биохимических и гормональных показателей сыворотки крови определялись на автоматической аналитической системе по стандартным методикам. Статистическая обработка полученных данных была проведена с использованием пакета прикладных программ STATISTICA (StatSoft Inc., США, версия 6.0).
МППК у спортсменов
Результаты, положенные в основу настоящей публикации, получены в процессе научно-методического обеспечения спортсменов сборных команд страны и их ближайшего резерва. В соответствии с поставленной целью обследованы спортсмены 15-ти различных видов спорта: 586 мужчины (легкая атлетика, лыжные гонки, лыжное двоеборье, биатлон, бокс, дзюдо, волейбол, футбол, коньки, фехтование, академическая гребля, байдарка, каноэ, велоспорт, плавание) и 236 женщин (академическая гребля, байдарка, биатлон, велотрек, легкая атлетика, лыжные гонки, плавание, фехтование). Спортсмены представляли разные квалификационные группы (от II разряда до ЗМС) со стажем спортивной деятельности от 1 до 28 лет и с возрастным варьированием от 12 до 36 лет. Тестирования проводились от одного до трех раз в год в разные циклы подготовки спортсменов (подготовительный, предсоревновательный и соревновательный) в зависимости от конкретной задачи. Результаты измерений обрабатывались с учетом специализации, половой принадлежности, возраста (< 17лет, 17-19 лет, 20-25 лет, > 25 лет), спортивной квалификации (формирование групп: 1 - ЗМС, МСМК; 2 - МС; 3 - КМС, I, II).
Результаты
Минеральная плотность пяточной кости и специфика спортивной деятельности. Показано, что для представителей спортивной популяции в целом свойственен нормальный средний уровень минеральной плотности пяточной кости (МППК), соответствующий пиковой массе костной ткани: 101,9% - для мужчин, 106,0% - для женщин(табл. 1, 2).
Таблица 1
различных видов спорта *
№ Вид спорта N Возраст, г Стаж, г МППК
п/п X V X V X V
1. Бокс 45 22,6 13,33 9,9 33,90 112,7 10,22
2. Легкая атлетика 24 22,4 19,75 8,9 50,16 109,8 10,03
3. Волейбол 24 24,4 22,04 13,1 43,19 108 12,96
4. Футбол 24 25,3 19,61 16,2 23,87 107,2 11,71
5. Лыжное двоеборье 21 21,2 16,61 12,2 31,58 106,7 12,08
6. Фехтование 16 24,3 12,62 13,8 26,71 105,9 13,9
7. Коньки 34 20,0 15,17 10,0 38,94 105,5 14,53
8. Биатлон 34 21,3 28,73 10,5 65,77 104,8 13,18
9. Лыжные гонки 103 19,1 20,35 9,3 43,62 103,5 13,93
10. Академическая Гребля 141 19,4 16,69 5,7 60,52 99,4 14,21
11. Байдарка, каноэ 34 18,8 18,08 7,2 28,90 98,4 14,61
12. Велотрек 56 19,6 17,28 7,7 53,57 96,0 15,92
13. Плавание 30 18,2 23,55 10,7 46,77 92,6 12,14
Все спортсмены 586 20,5 20,68 8,9 54,48 101,9 14,51
* Расположение видов спорта в порядке убывания значений МППК.
= (ШШ$)=
Таблица 2
МППК спортсменок различных видов спорта*
№ п/п Вид спорта N Возраст, г Стаж, г МППК, %
X V X V X V
1. Легкая атлетика 9 22,6 22,Б2 10,2 20,04 114,9 9,Б4
2. Фехтование 12 21,Б 19,Б1 11,З 16,З2 112,5 10,2З
З. Баскетбол 1З 2Б 1Б,68 1Б,2 27,З1 111,4 7,12
4. Лыжные гонки 62 19,1 27,76 8,З 24,ББ 108,3 11,З1
Б. Биатлон 21 20,7 2З,91 14,4 З4,89 107,6 12,99
6. Байдарка Б 20,0 27,00 Б,7 21,ЗЗ 106,3 14,Б1
7. Гребля академическая 64 19,1 21,91 4,9 26,06 103,1 1З,02
8. Велоспорт 17 22,З 27,8Б 7,З 22,62 102,6 11,8Б
9. Плавание 1З 1Б,6 18,71 8,4 27,48 97,9 9,9З
10. Синхронное плавание 20 18,З 1З,21 11,2 26,З2 90,4 10,67
11. Все спортсменки 2З6 19,9 2Б,61 8,7 2Б,Б4 106,2 12,92
* Расположение видов спорта в порядке убывания значений МППК.
Анализ изменчивости среднегрупповых значений МППК выявил тенденционные различия между видами спорта. Так, у мужчин максимальный уровень средних величин этого показателя (107,2-112,7%) отмечается у представителей бокса, легкой атлетики, футбола и волейбола; у женщин (111,4-114,9%) - в легкой атлетике, фехтовании и баскетболе, то есть в видах спорта с высокой ударной вертикальной нагрузкой на стопы во время выполнения основного соревновательного упражнения. Напротив, минимальные значения МППК у мужчин (92,6-99,4%) и у женщин (97,9-103,1%) отмечаются у пловцов, велосипедистов и гребцов, при-
надлежащих к видам спорта, соревновательные упражнения в которых определяются ограничением или отсутствием вертикального воздействия вектора нагрузки на опорно-двигательный аппарат.
На первый взгляд низкий (или сниженный) уровень минеральный плотности пяточной кости в указанных специализациях связан с возрастом. Однако, как показывает даже предварительный графический анализ прямой связи, эти показатели на заданном возрастном интервале в условиях спортивной деятельности не обнаруживают (см. рисунок).
Соотношение уровня минеральной плотности, возраста и стажа спортивной деятельности у представителей различных специализаций
Известно, что функциональная асимметрия человека вкупе со спортивной специализацией могут приводить к различной загруженности правой и левой ног. Рассмотрение значений МППК отдельно для каждой ноги обнаружило равный уровень показателя в женской, так же, как и в мужской спортивной субпопуляции (табл. 3 и 4). Также и спортсмены большей части отдельных специализаций имеют сходный уровень значений МППК на правой и левой ногах.
Однако представители лыжного двоеборья, биатлона, футбола и фехтования у мужчин и - легкой атлетики, фехтования и байдарки у женщин отличаются недостоверными, но выраженными различиями в значениях МППК на правой и левой ногах: различия достигают 4-5% у мужчин и 6-26% у женщин. Выявленные различия, в большинстве своем схожие у мужчин и женщин, могут определяться как перегрузкой доминантной игровой или опорной ноги, так и приоритетным адекватным тренирующим действием ударной вертикальной нагрузки, Выявленные различия могут определяться как перегрузкой доминантной игровой или опорной ноги, так и приоритетным адекватным тренирующим действием
ударной вертикальной нагрузки (Симаков В.В., 1983; Мо^оуе е! а1., 1980; Франке, 1995).
В плавании, велоспорте и гребных видах спорта частота встречаемости различных категорий состояния МППК в еще большей мере определяется видовой спецификой при практическом отсутствии категории «остеопороз» у спортсменов обоего пола (табл. 5). У мужчин категория «остеопения» наиболее часто встречается у представителей академической гребли, велоспорта и плавания (от 16,3 до 31,6%). Сниженный уровень МППК, включая нижнюю границу нормы и остеопению, максимально отмечается также (от 40,7 до 64,9%). Напротив, такие специализации, как футбол, бокс и легкая атлетика, отличаются минимальной частотой случаев со снижением МППК ниже нормы (от 6,6 до 8,3%). Кроме того, в среднем для 27,1% случаев значения МППК не определялись, что наиболее характерно для бокса, легкой атлетики и футбола (от 46,6 до 77%) и редко встречаются - в плавании (6,6%) и гребле академической (10,3%). Подобное может быть связано с плоскостопием (изменение положения пяточной кости лимитирует диагностику) или с высоким уплотнением компактной составляющей пяточной кости.
Таблица 3
МППК правой и левой ног спортсменов различных видов спорта
№ п/п Минеральная плотность
Вид спорта Правая нога Левая нога ^критерий
X V X V
1. Бокс 113,7 8,45 111,6 10,70 1.04
2. Легкая атлетика 110,7 8,31 108,9 10,57 0,59
3. Волейбол 107,2 12,45 108,8 11,69 0,39
4. Футбол 105,8 9,05 108,5 13,15 0,77
5. Лыжное двоеборье 104,9 10,80 108,9 12,46 1,02
6. Фехтование 103,7 12,57 108,1 12,56 0,9
7. Коньки 105,9 14,82 105,0 13,45 0,26
8. Биатлон 107,2 12,22 102,4 13,06 1,45
9. Лыжные гонки 104,3 14,99 102,6 12,58 0,86
10. Академическая гребля 99,8 14,37 99,1 14,30 0,40
11. Байдарка, каноэ 99,0 10,24 97,8 8,72 0,54
12. Велоспорт 96,5 16,44 95,5 17,14 0,34
13. Плавание 91,2 12,80 93,9 14,85 0,81
Все спортсмены 102,2 14,37 101,6 14,20 0,83
У женщин остеопения в среднем отмечается у 5,8% всех обследованных спортсменок, что в 2 раза меньше, чем у мужчин; максимальная встречаемость - в гребле академической, байдарке и плавании (от 8,8 до 16,6%). Сниженный уровень МППК (остеопения и нижняя граница нормы) наблюдается в 19,2% случаев, что почти в 2 раза меньше, чем у мужчин; наиболее часто (от 20,9 до 50%) - в велоспорте, гребле академической и плавании, наименее часто (от 2,7 до 16,1%) - в лег-
кой атлетике, баскетболе, фехтовании, лыжных гонках и биатлоне (табл. 5).
Различные категории состояния МППК практически одинаково часты для обеих ног у представителей спортивной субпопуляции, мужчин и женщин. Размах различий по встречаемости различных категорий МППК на правой и левой ногах в разных специализациях варьирует от 0 до 38% у мужчин и от 0 до 25% у женщин. В целом по рассматриваемым видам спорта у мужчин
ізкі)
Таблица 4
МППК правой и левой ног спортсменок различных видов спорта
№ п/п Вид спорта Минеральная плотность
Правая нога Левая нога t-критерий
X V X V
1. Легкая атлетика 117,9 9,27 111,8 12,29 2,1
2. Фехтование 84,0 16,99 110,5 9,11 Б,66
3. Баскетбол 110,9 Б,Б 111,9 8,48 0,28
4. Лыжные гонки 108,3 12,02 108,4 11,99 0,08
Б. Биатлон 106,6 14,09 108,8 12,62 0,62
6. Байдарка 100,2 12,73 112,4 1Б,07 1,БЗ
7. Гребля академическая 103,8 12,29 102,4 13,99 0,66
8. Велоспорт 103,8 11,23 101,5 12,27 0,Б6
9. Плавание 97,7 9,99 98,2 10,47 0,13
10. Синхронное плавание 90,0 10,42 90,8 11,79 0,2Б
11. Все спортсменки 106,3 1З,Б 106,2 13,70 0,1
Таблица 5
Частота встречаемости различных категорий состояния костной ткани у спортсменов различных видов спорта (%)
№ п/п Вид спорта МППК (категория, % от пиковой массы)
1* 2 3 4 5 6
<67% 68-87% 88-99% 100-113% >113%
Мужчины
1. Бокс 0 0 7,7 16,8 28,9 46,6
2. Легкая атлетика 0 0 8,3 23,0 18,7 Б0,0
3. Волейбол 0 0 20,0 2Б,0 30,0 2Б,0
4. Футбол 0 0 6,3 6,3 10,4 77,0
Б. Лыжное двоеборье 0 4,7 14,2 19,0 28,Б 33,3
6. Фехтование 0 0 21,8 6,4 З7,Б 34,3
7. Коньки 0 Б,8 19,3 14,7 26,4 33,8
8. Биатлон 0 6,0 23,7 31,8 21,9 16,6
9. Лыжные гонки 0 Б,9 20,2 16,7 20,6 36,6
10. Гребля академическая 0,7 16,3 29,0 2Б,З 18,4 10,3
11. Байдарка 0 Б,Б 41,6 22,2 Б,Б 2Б,2
12. Каноэ 0 6,2 З4,Б 28,2 9,3 21,8
13. Велоспорт 0,9 2Б,0 24,3 19,6 16,0 1Б,1
14. Плавание 0 31,6 33,3 20,0 8,Б 6,6
Все спортсмены 0,3 11,6 20,7 23,1 17,2 27,1
Женщины
1. Легкая атлетика 0 0 2,7 4,1 18,0 7Б,2
2. Фехтование 0 7,1 2,3 14,3 31,0 4Б,З
3. Баскетбол 0 0 7,1 Б0,0 30,0 12,9
4. Лыжные гонки 0 2,8 11,6 19,Б 24,6 41,Б
Б. Биатлон 0 Б,8 10,3 20,Б 23,6 39,8
6. Байдарка 0 12,Б 6,2 31,3 12,Б З7,Б
7. Гребля академическая 0 8,8 18,2 29,4 17,8 2Б,8
8. Велоспорт 0 7,8 13,1 34,3 10,6 34,2
9. Плавание 0 16,6 33,4 30,0 10,0 13,3
Все спортсменки 0 5,8 13,4 21,4 20,3 39,1
* Примечания: 1 - остеопороз; 2 - остеопения; 3 - нижняя граница нормы; 4 - верхняя граница нормы; 5 - превышение нормы; 6 - значения МППК не определяются.
остеопороз преобладает на левой ноге (академическая гребля, велотрек - от 1,5 до 1,8%). Остеопения у спортсменов обоего пола чаще преобладает на правой ноге: у мужчин в среднем на 2,7% - коньки, академическая гребля, велотрек, плавание; у женщин - в среднем на 2,2% - фехтование, биатлон, велоспорт и плавание). Категория «нижняя граница нормы», напротив, чаше превалирует на левой пяточной кости: у мужчин - в среднем на 6,4%, что касается большинства рассмотренных видов спорта; у женщин - в среднем на 1,9% и характеризует баскетбол, велоспорт, плавание. В то же время категория «верхняя граница нормы» у мужчин более часто отмечается на правой стопе (в среднем на 5,2% -бокс, фехтование биатлон, лыжные гонки, велотрек и плавание); у женщин, напротив - чаще преобладает на левой (на 5,3% - легкая атлетика, лыжные гонки, биатлон и академическая гребля). Категория «выше нормы» у мужчин в среднем одинаково часто преобладает как на правой, так и на левой ногах (в среднем на 5,6 и 5,0% соотв.); у женщин в большинстве видов спорта - на правой пяточной кости (в среднем - на 4,7%).
Взаимосвязь минеральной плотности пяточной кости и нейроэндокринной и костной систем у спортсменов.
Исследования спортсменов высокой квалификации показали, что изменения биохимических маркеров костного метаболизма находятся в тесной связи с направленностью процессов адаптации нейроэндокринной системы спортсменов к тренировочным нагрузкам (Осипова Т.А., Костина Л.В., Дудов Н.С. и др., 2000 и др.).
Так, сравнительный анализ среднегрупповых значений рассматриваемых показателей нейроэндокринной системы позволил отметить, что различия по уровню МППК в анализируемых группах спортсменов в большей мере корреспондируют с маркерами костного метаболизма, среди которых наиболее информативными являются показатель активности резорбтивных процессов кости (в Cross Laps) и баланс процессов синтеза и распада кости (остеокальцин / в Cross Laps), что позволяет
говорить о том, что долговременные изменения МППК спортсменов в процессе подготовки обязаны в конечном итоге сформированной активности процессов резорбции.
Сопоставление характеристик нейрогуморальной системы в группах гребцов с различной минеральной плотностью показало, что сниженная минеральная плотность корреспондирует с наиболее низким уровнем подготовленности, определяемой маркерами организ-менного и клеточного уровня, что сопряжено с высокой активностью костного обмена при ярком преобладании компонента резорбции. В то же время высокая, равно как и нормальная, минеральная плотность обеспечивается адекватной адаптацией к нагрузкам на фоне более низкого уровня костного обмена, касающегося как процессов минерализации формирующихся остеоидов, так и остеокластной активности.
Заключение
Результаты исследований показали, что уровень МППК у спортсменов зависит от специфики двигательного стереотипа, свойственного виду спорта. Деятельность в условиях приоритетного действия ударной вертикальной нагрузки на опорно-двигательный аппарат сопряжена с развитием высокой минеральной плотности пяточной кости; напротив, ограничение или отсутствие вертикальной весовой нагрузки соотносится со сниженным уровнем МППК. Выявленная зависимость характерна для спортсменов обоего пола с большей выраженностью негативного влияния у мужчин. Кроме того, уровень МППК у спортсменов формируется под влиянием асимметричной функциональной нагрузки на конечности с наиболее выраженным фактором риска остеопении на правой стопе. Исследования взаимосвязи нейрогормональных показателей и показателей минеральной плотности пяточной кости показали, что минеральная плотность костной ткани в условиях спортивной деятельности может определяться сложившимися в процессе долгосрочной адаптации межсистемными взаимосвязями, а также и текущим состоянием обменных процессов.
Литература
1. Глюер К.. Роль количественной ультразвуковой денситометрии в диагностике остеопороза// Остеопороз и остеопатии. - 1999. - № 3. - С. 26-31.
2. Миронова З.С., Меркулова Р.И., Богуцкая Е.П., Бад-нин И.А. Перенапряжение ОДА у спортсменов. - М.: ФиС, 1982. - 94 с.
3. Рожинская Л.Я. Системный остеопороз: практическое руководство для врачей. - М.: Издатель Мокеев, 2000. - 195 с.
4. Риггс Б.Л., Мелтон III Л.Д. Остеопороз. - М.: Медицина, 2000. - 560 с.
5. Студеникина Н.Н. Изменение минеральной плотности пяточной кости спортсменов под влиянием спортивной деятельности: дис. ... канд. биол. наук. - М., 2004
