СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В ОХРАНЕ ЗДОРОВЬЯ
Оценка функционального состояния высококвалифицированных спортсменов с учетом основных параметров крови
Киш Анна Андреевна,
научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» E-mail: akish@yandex.ru
Голобородько Евгений Владимирович,
кандидат медицинских наук, заведующий Научно-организационным отделом, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» E-mail: evgeny.goloborodko@gmail.com
В настоящее время большое внимание мировой научной общественности привлечено к созданию биологического паспорта спортсмена.
Документально требования к анализам крови для включения в биологический паспорт спортсмена содержат минимальный перечень показателей, которые должны вноситься в систему антидопингового обеспечения. Они включают, помимо идентификатора пробы, вида спорта и дисциплины, типа анализатора, следующие показатели анализа крови, определяющие результативность спортивной деятельности: гемоглобин; гема-токрит; фракция незрелых ретикулоцитов; среднее содержание гемоглобина; средняя концентрация гемоглобина; средний объем эритроцита; тромбоциты; распределение эритроцитов по объему; эритроциты; ретикулоциты; процентное содержание ретикулоцитов; лейкоциты. Одновременно указывается на отсутствие единых требований к методикам измерений, параметрам материально-технической базы.
В работе оценивали прогностическую значимость биохимических показателей крови спортсменов на показатели физической работоспособности, для анализа были взяты результаты клинических анализов крови и функционального нагрузочного тестирования спортсменов циклических видов спорта. Помимо учитываемых в биологическом паспорте, также и некоторые другие показатели имеют выраженную корреляцию с физической работоспособностью спортсменов. В зависимости от преобладания системы энергообеспечения происходит адаптивное изменение некоторых биохимических показателей в ответ на физическую нагрузку.
Происходящие биохимические сдвиги являются общими для всех видов спорта и характеризуют срочную и долговременную адаптацию. В рамках срочной адаптации имеет значение состояние аэробного и анаэробного обмена и, связанные с ним показатели времени нагрузки, МПК, ПАНО, гемоглобин, гема-токрит; а также состояние гликолиза, отражаемое в концентрации лактата, величине pH и времени работы в анаэробной зоне. При долговременной адаптации биохимические сдвиги отражаются на таких показателях как миоглобин, тропонин, АЛТ, АСТ, кортизол, тестостерон и др.
Для уточнения характера корреляционных взаимосвязей необходимо проведение исследований на большем числе спортсменов, с использованием методов объективной диагностики их состояния
Ключевые слова: функциональная готовность, спортивная ] медицина, эффективность, анализ крови.
е
CJ
Е
см о см
03
В настоящее время большое внимание мировой научной общественности привлечено к созданию биологического паспорта спортсмена.
В опубликованном 4 марта 2019 года техническом документе «О требованиях к анализам крови для включения в биологический паспорт спортсмена» приводятся требования и минимальный перечень показателей, которые должны вноситься систему антидопингового обеспечения ADAMS. Они включают, помимо идентификатора пробы, вида спорта и дисциплины, типа анализатора, следующие показатели анализа крови, определяющие результативность спортивной деятельности: гемоглобин; гематокрит; фракция незрелых ретикулоци-тов; среднее содержание гемоглобина; средняя концентрация гемоглобина; средний объем эритроцита; тромбоциты; распределение эритроцитов по объему; эритроциты; ретикулоциты; процентное содержание ретикулоцитов; лейкоциты.
В этом же документе указывается на отсутствие единых требований к методикам измерений, параметрам материально-технической базы.
Также, в ряде публикаций, указывается на необходимость установления референсных значений клеточного и биохимического состава крови у высококвалифицированных спортсменов, в том числе в целях определения их функционального состояния, т.к. в процессе спортивной деятельности организм спортсмена приобретает функциональные особенности, выходящие за рамки попу-ляционных норм. Кроме того, определение рефе-ренсных значений должно учитывать их возможное прогностическое значение.
Следует вспомнить работы Л.Х Гаркави, посвященные определению вида реакции организма на внешнее воздействие по соотношению компонентов лейкоцитарной формулы (табл. 1).
В ответ на действие различных по качеству раздражителей физиологических параметров развиваются физиологические адаптационные реакции: реакция тренировки - на действие слабых раздражителей (малые дозы), реакция активации -на действие раздражителей средней силы (дозы) и общая неспецифическая адаптационная реакция на действие сильного раздражителя - стресс.
Сложные нейроэндокринные изменения, характеризующие каждую из адаптационных реакций, получают определенное отражение в морфологическом составе белой крови. Это дает возможность использовать простые показатели для каждой из реакций, и, следовательно, осуществлять контролируемую неспецифическую терапию и управлять сопротивляемостью организма.
Таблица 1. Диапазоны параметров периферической крови для оценки состояния адаптации по методу Л.Х. Гаркави
Состояние организма Параметры периферической крови
Лейкоциты х109/л Эозинофилы% Нейтрос >илы,% Лимфоциты% Моноциты%
Палочко-ядерные Сегменто-ядерные
Реакция тренировки 4,0-8,8 0,5-5 1-6 55,0-65,0 20-27 3-11
Зона спокойной активации 4,0-9,0 2-7 1-6 47-55 28-33 2-8
Зона повышенной активации 4,0-9,0 0,5-2 1-6 менее 47 33-45 2-8
Острый стресс Более 9,0 0 1 и выше более 65 менее 20 2 и выше
Хронический стресс Вариативно Вариативно 1 и выше более 65 менее 20 2 и выше
Материалы и методы
Оценивали прогностическую значимость биохимических показателей крови спортсменов на показатели физической работоспособности, для анализа были взяты результаты клинических анализов крови и функционального нагрузочного тестирования спортсменов циклических видов спорта: 30 мужчин, средний возраст 24,9±1,0 лет и 26 женщин, средний возраст 24,00±0,87 лет. Спортивный разряд всех спортсменов был не ниже мастера спорта.
Забор крови осуществлялся в день проведения углубленного медицинского обследования (УМО) и включал в себя 55 различных показателей периферической крови.
Результаты и их обсуждение
В таблице 2 представлены данные средних значений по каждому взятому показателю.
Таблица 2. Средние значения биохимических показателей спортсменов циклических видов спорта (мужчины и женщины, и, соответственно)
№ Показатель Мужчины, п=30 Женщины, п=26 Норма общепопуляционная
1. Гемоглобин (HGB, Hb), g/L 152,67±7,37 136,23±6,67 110-140
2. Эритроциты (RBC), 1012/L 5,07±0,26 4,55±0,24 3,8-4,7
3. Ср.об.эрит. MCV, fL 85,19±3,03 86,08±3,02 80-100
4. Ср.содерж. Hb (MCH), pg 30,06±1,00 29,95±1,07 28-36
5. Ср.конц. Hb(MCHC), g/L 353,03±10,39 345,54±14,22 310-370
6. Гематокрит (HCT),% 43,28±2,34 39,21±2,06 36-56
7. Тромбоциты (PLT), 109/L 233,27±31,94 257,04±52,10 120-380
8. Тромбокрит (PCT),% 0,24±0,03 0,26±0,05 0,1-1
9. Лейкоциты (WBC), 109/L 5,13±1,25 4,98±1,52 4-9
10. Нейтрофилы (NEUT),% 54,63±7,85 53,91±9,73 42-85
11. Эозинофилы (EO),% 2,12±1,49 2,11±1,63 0-9
12. Базофилы (BA),% 0,40±0,26 0,38±0,26 0-2
13. Моноциты (MON, MO),% 8,17±2,13 7,61±1,94 0-11
14. Лимфоциты (LYM, LY),% 34,68±7,19 35,97±9,16 11-49
15. Нейтрофилы (NEUT), rl09/L 6,72±14,56 4,69±10,03 1,7-7,7
16. Эозинофилы (EO), 109/L 0,11±0,09 0,15±0,25 0-0,6
17. Базофилы (BA), 109/L 0,04±0,10 0,02±0,01 0-0,2
18. Моноциты (MON, MO), 109/L 0,42±0,15 0,67±1,56 0-0,8
19. Лимфоциты (LYM), 109/L 1,76±0,53 1,71±0,48 0,4-4,4
20. СОЭ, мм/ч 2,64±1,59 2,20±0,45 2-20
21. Общ, белок, г/л 71,75±4,34 71,40±3,67 65-85
22. Альбумин, г/л 50,25±2,28 49,19±2,60 38-44
23. Креатинин, umol/l 85,67±8,86 71,40±9,43 40-130
24. Мочевина, umol/l 5,62±1,18 4,82±1,42 1,7-8,3
25. Мочевая к-та, mmol/l 305,80±48,01 216,72±44,30 140-416
сз о
о Л о
о сз о в
Окончание
№ Показатель Мужчины, п=30 Женщины, n=26 Норма общепопуляционная
26. Триглицериды, mmol/l 0,77±0,26 0,68±0,26 0,4-1,94
27. Холестерин, mmol/l 4,43±0,55 4,59±0,99 3,9-5,2
28. ЛПВП, mmol/l 1,79±0,33 2,21±0,78 1,03-2,1
29. ЛПНП, mmol 2,86±0,54 2,67±0,53 0,26-2,6
30. Билирубин общий 17,72±12,25 10,66±5,77 5-21
31. Билирубин прямой 5,60±2,80 4,04±1,91 0-5,1
32. АЛТ, u/l 18,85±6,22 24,85±19,24 1,6-40
33. АСТ, u/l 27,93±9,63 32,59±40,11 1,6-37
34. Креатининкиназа 340,93±194,46 513,88±1 651,27 3-195
35. Креатининкиназа-МВ 19,53±6,76 19,83±7,06 1-24
36. Лактатдегидрогеназа 195,03±26,64 200,48±72,67 1,6-248
37. Гамма-ГТ 13,08±4,44 10,70±3,57 1,6-42
38. Щелочная фосфатаза, u/l 68,07±18,33 60,29±20,17 30-120
39. Липаза 29,31±11,27 33,40±12,97 21-67
40. Глюкоза, mmol/l 4,70±0,64 4,47±0,34 3,9-6,1
41. Фосфор 1,09±0,12 1,11±0,11 0,7-1,45
42. Магний 0,78±0,04 0,78±0,05 0,7-1
43. Железо 23,90±7,22 20,85±6,96 6,6-28,3
44. СТГ 1,12±1,50 4,19±4,34 0,02-1,23
45. Кортизол 506,66±201,50 525,56±146,99 3,7-19,4
46. ТТГ 2,06±0,82 1,93±1,03 0,35-4,94
47. Т4свободный 15,47±2,35 14,04±1,91 0,7-1,48
48. АТ-ТПО 51,91±104,32 70,37±83,68 до 5,61
49. Пролактин 9,63±3,11 13,17±5,82 5,18-26,53
50. Тестостерон общий 21,53±8,52 1,82±2,68 10,83-56,94
51. ТРАНСФЕРРИН, г/л 2,36±0,32 2,41±0,41 2-3,6
52. Ферритин, ng/ml 102,31±52,01 65,00±47,49 30-400
53. Миоглобин 48,32±13,62 47,61±49,44 23-72
Многие показатели значительно выходят за границы общепопуляционных норм, что, однако не является клинически значимым самостоятельным критерием, препятствующим выполнению профессиональной деятельности спортсменом в полном объеме. Практически все спортсмены после прохождения врачей специалистов получили «допуск», и лишь 5% - «условный допуск» по причине недообследования.
После сдачи лабораторных анализов и прохождения всех врачей специалистов согласно стандарту УМО, спортсмены проходили нагрузочное эргоспирометрическое тестирование на вело-эргометре «до отказа» по рамп-протоколу с постоянно увеличивающейся нагрузкой [10]. Средние значения основных показателей физической работоспособности, полученные у спортсменов по результатам велоэргометрии, представлены — в таблице 3.
ц Учитывая интегративный характер параметра ~ «время выполнения нагрузки», отражающего уро-сэ вень физической работоспособности, спортсмена ны мужского и женского пола, были разделены
на 6 групп: от «очень низкого» до «очень высокого» уровня физической работоспособности. На рисунках 1, 2 и 3 приведены корреляционные зависимости, полученные в группе спортсменов мужского пола со «средним» уровнем работоспособности.
Таблица 3. Средние значения показателей физической работоспособности спортсменов циклических видов спорта по результатам эргоспирометрического тестирования на велоэргометре «до отказа»
№ Показатель Мужчины, п=30 Женщины, n=26
1. Время нагрузки, 643,47±58,36 А ), с \ нагрузки'' 595,81±48,52
2. Время аэробного по- 321,83±77,38 рога (у, с 311,81±67,79
3. Время анаэробного 520,83±47,90 П°р°га (tПАНО), с 498,54±58,39
4. Максимальное по- 61,97±4,04 требление кислорода (МПК), мл/мин/кг 50,43±4,38
Окончание
№ Показатель Мужчины, n=30 Женщины, n=26
5. Потребление кислорода на ПАНО, ^02 ПАНО), мл/мин/кг 52,97±4,32 44,50±4,68
6. ЧСС покоя, уд/мин 75,80±10,74 82,96±12,80
7. ЧСС АП, уд/мин 122,73±15,54 127,35±15,43
8. ЧСС ПАНО, уд/мин 159,13±12,39 162,81±9,70
9. ЧСС мах, уд/мин 178,80±10,27 176,08±8,46
10. Дыхательный коэффициент отн.ед. 1,24±0,07 1,19±0,09
11. Мощность максимальная, Вт 444,00±35,83 289,42±26,09
Ср.об.эрит. MCV, fL Ср.содерж. Hb (MCH), pg Ср.конц. Hb(MCHC), g/L Гематокрит (HCT),% Тромбоциты (PLT), 1G9/L Тромбокрит (PCT), % Лейкоциты (WBC), 1G9/L Нейтрофилы (NEUT),% Эозинофилы (EO), % Базофилы (BA), % Моноциты (MON,MO), % Лимфоциты (LYM, LY), % Нейтрофилы (NEUT), т109Д Эозинофилы (EO), 1G9/L
-G,6 -G,4 -G,2 G G,2 Коэффициент корреляции
G,4
Рис. 1. Сравнительная оценка корреляционной зависимости между показателями физической работоспособности и показателями биохимии крови в группе «средние» спортсменов циклических видов спорта
Общ,белок, г/л Альбумин, г/л Креатинин, umol/l Мочевина, umol/l Мочевая к-та, mmol/l Триглицериды, mmol/l Холестерин, mmol/l ЛПВП, mmol/l ЛПНП^^ю! Билирубин общий Билирубин прямой АЛТ, u/l АСТ, u/l
-0.4 -0.2 0 0.2
Коэффициент корреляции
Железо СТГ Кортизол ТТГ
Т4свободный АТ-ТПО Пролактин Тестостерон общий ТРАНСФЕРРИН, г/л Ферритин, ng/ml Миоглобин Гемоглобин (HGB, Hb), g/L Эритроциты (RBC), 1012/L
□ tнагрузк
и, с ШПАНО, с
-0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 Коэффициент корреляции
Рис. 3. Сравнительная оценка корреляционной зависимости между показателями физической работоспособности и показателями биохимии крови в группе «средние» спортсменов циклических видов спорта
Выводы
1. Помимо учитываемых в биологическом паспорте, также и некоторые другие показатели имеют выраженную корреляцию с физической работоспособностью спортсменов. В зависимости от преобладания системы энергообеспечения происходит адаптивное изменение некоторых биохимических показателей в ответ на физическую нагрузку.
2. При этом происходят биохимические сдвиги, общие для всех видов спорта, характеризующие срочную и долговременную адаптацию. В рамках срочной адаптации имеет значение состояние аэробного и анаэробного обмена и, связанные с ним показатели времени нагрузки, МПК, ПАНО, гемоглобин, гематокрит; а также состояние гликолиза, отражаемое в концентрации лактата, величине рН и времени работы в анаэробной зоне. При долговременной адаптации биохимические сдвиги отражаются на таких показателях как миоглобин, тропонин, АЛТ, АСТ, кортизол, тестостерон и др.
3. Для уточнения характера корреляционных взаимосвязей необходимо проведение исследований на большем числе спортсменов, с использованием методов объективной диагностики их состояния, например, с использованием аппаратно-программного комплекса «Диамед-МБС» [5, 6, 9].
сз о
о Л
о
о
сз
о e
Рис. 2. Сравнительная оценка корреляционной зависимости между показателями физической работоспособности и показателями биохимии крови в группе «средние» спортсменов циклических видов спорта
Литература
1.
Бадтиева В.А., Разинкин С.М., Кузнецова И.С., Еделев Д.А. Электроимпульсная терапия больных артериальной гипертонией // Вопросы ку-
-0.6
в u
CM (О
рортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. - 2006. - № 6. -С. 7-11.
2. Берзин И.А., Разинкин С.М., Петрова В.В. и др. Физиолого-гигиеническое обоснование оптимизации процессов адаптации спортсменов к условиям Рио-де-Жанейро. Обзор литературы // Медицина экстремальных ситуаций. -2015. - № 4. - С. 22-32.
3. Голобородько Е.В., Разинкин С.М., Самойлов А.С., Петрова В.В., Шулепов П.А., Киш А.А. Оценка физической работоспособности у высококвалифицированных спортсменов различных видов спорта. // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2018. Т. 95. № 2-2. С. 42-43.
4. Киш А.А., Брагин М.А., Матюшев Т.В. Прогноз физической работоспособности спортсменов-лыжников по параметрам вариабельности сердечного ритма. Медицинская наука и образование Урала. 2018. Т. 19. № 3 (95). С. 100-104.
5. Киш А.А., Разинкин С.М., Объективная психодиагностика. Аппаратно-программный комплекс «Диамед-МБС». - М.: Научная книга, 2019. - 227 с.
6. Котенко Н.В., Разинкин С.М., Борисевич О.О. Скрининг-диагностика функционального состояния организма в реабилитации и курортологии. Москва, 2020., 115 с.
7. Переборов А.А., Котенко Н.В., Разинкин С.М. Система оценки эффективности лечения. В книге: Восстановительная медицина и реабилитация 2009. С. 166-167.
8. Петрова Т.В., Васин М.В., Разинкин С.М., Шаньгин О.Г. Влияние гипертермии на некоторые гормональные и иммунные показатели человека / Физиология человека. -1991. - Т. 17. -№ 3. - С. 94-97.
9. Разинкин С.М. Скрининг-диагностика в авиационной, восстановительной и спортивной медицине. Том 1. Скрининг-диагностика в авиационной медицине.-М: Издательство «Человек», 2020.-256 с.
10. Разинкин С.М., Самойлов А.С., Фомкин П.А., Петрова В.В., Киш А.А., Артамонова И.А. Методологический подход к оценке функциональных резервов спортсменов циклических видов спорта // Спортивная медицина: наука и практика. - 2016. - № 1. - С. 26-34.
11. Самойлов А.С., Разинкин С.М., Королёв А.Д., Назарян С.Е. Оценка эффективности методики коррекции психоэмоционального состояния спортсменов сборной России // Медицина экстремальных ситуаций. - 2015. - № 4. - С. 6267.
12. Самойлов А.С., Разинкин С.М., Фомкин П.А., Петрова В.В., Артамонова И.А., Крынци-лов А.И., Семенов Ю.Н., Кленков Р.Р. Оценка показателей вариабельности сердечного ритма у спортсменов циклических видов спорта // Спортивная медицина: наука и практика. -2015. - № 4. - С. 46-55.
EVALUATION OF THE FUNCTIONAL STATE OF HIGHLY-QUALIFIED ATHLETES WITH REGARD TO THE MAIN BLOOD PARAMETERS
Kish A.A., Goloborodko E.V.
State Scientific Center of the Russian Federation - A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center
At present the world scientific community pays much attention to the creation of the Athlete's Biological Passport. Documentation requirements for blood tests for inclusion in the biological passport of an athlete contains a minimum list of indicators that must be entered in the anti-doping system. They include, in addition to the identifier of the sample, sport and discipline, type of analyzer, the following indicators of blood analysis that determine the performance of sports activities: hemoglobin; hematocrit; fraction of immature reticulocytes; average hemoglobin content; average hemoglobin concentration; average red blood cell volume; platelets; red blood cell volume distribution; red blood cells; reticulocytes; percent of reticulocytes; leukocytes. At the same time it is pointed out that there are no unified requirements for measurement methods, parameters of material and technical base.
The work evaluated the prognostic significance of biochemical blood indices of athletes on physical performance indicators, the results of clinical blood tests and functional load testing of athletes of cyclic sports were taken for analysis.
In addition to those taken into account in the biological passport, some other indicators also have a pronounced correlation with the physical performance of athletes. Depending on the predominance of the energy supply system, there are adaptive changes in some biochemical indices in response to physical load. The occurring biochemical shifts are common to all sports and characterize urgent and long-term adaptation. Within the framework of urgent adaptation, the state of aerobic and anaerobic metabolism and related parameters of load time, MPC, PANO, hemoglobin, he-matocrit; as well as the state of glycolysis reflected in lactate concentration, pH value and working time in anaerobic zone matter. During long-term adaptation biochemical shifts are reflected in such indices as myoglobin, troponin, ALT, AST, cortisol, testosterone, etc.
In order to clarify the nature of the correlations it is necessary to study a greater number of athletes using methods of objective diagnostics of their state
Keywords: functional readiness, sports medicine, performance, blood analysis.
References
1. Badtieva VA, Razinkin SM, Kuznetsova IS, Edelev DA Electro-pulse therapy of patients with arterial hypertension // Problems of balneology, physiotherapy and physical therapy. - 2006. -№ 6. - p. 7-11.
2. Berzin IA, Razinkin SM, Petrova VV, et al. Physiologo-hygienic substantiation of optimization of processes of adaptation of athletes to conditions of Rio de Janeiro. Literature review // Medicine of Extreme Situations. - 2015. - № 4. - p. 22-32.
3. Goloborodko EV, Razinkin SM, Samoilov AS, Petrova VV, Shulepov PA, Kish AA Evaluation of physical performance in highly qualified athletes of various sports. // Problems of balneology, physiotherapy and therapeutic physical education. 2018. T. 95. № 2-2. p. 42-43.
4. Kish AA, Bragin MA, Matyushev TW Prognosis of physical performance athletes-skiers on the parameters of heart rate variability. Medical Science and Education of the Urals. 2018. T. 19. № 3 (95). p. 100-104.
5. Kish A.A., Razinkin S.M., Objective psychodiagnostics. In: Diamed-MBS hardware and software complex. -M.: Scientific book, 2019. - 227 c.
6. Kotenko N.V., Razinkin S.M., Borisevich O.O. Screening-diagnostics of the functional state of the organism in rehabilitation and balneology. Moscow, 2020., 115 p.
7. Pereborov A.A., Kotenko N.V., Razinkin S.M. System of evaluation of treatment efficacy. In book: Restorative Medicine and Rehabilitation 2009. p. 166-167.
8. Petrova T.V., Vasin M.V., Razinkin S.M., Shangin O.G. Effect of hyperthermia on some human hormonal and immune parameters / Human Physiology. -1991. - T. 17. - № 3. - p. 94-97.
9. Razinkin S.M. Screening diagnostics in aviation, rehabilitation and sports medicine. Vol. 1. Screening-diagnostics in aviation medicine.-M: Publisher "Person", 2020.-256 p.
10. Razinkin S.M., Samoilov A.S., Fomkin P.A., Petrova V.V., Kish A.A., Artamonova I.A. Methodological approach to the assessment of functional reserves of athletes of cyclic sports // Sports Medicine: Science and Practice. - 2016. - № 1. - p. 2634.
11. Samoilov A.S., Razinkin S.M., Korolev A.D., Nazary-an S.E. Evaluation of the effectiveness of methods of correction of psycho-emotional state of athletes of Russian national team // Medicine of Extreme Situations. - 2015. - № 4. - p. 62-67.
12. Samoilov AS, Razinkin SM, Fomkin PA, Petrova VV, Artamonova IA, Kryntsilov AI, Semenov DN, Klenkov RR Evaluation of heart rate variability in athletes cyclic sports // Sports Medicine: Science and Practice. - 2015. - № 4. - p. 46-55.