CC BY-ND
21
ц
УДК 612.015.6:612.126:617.7:612.8
ОЦЕНКА ВИТАМИННО-МИНЕРАЛЬНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ОРГАНИЗМА ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ И НЕРВНО-ЭМОЦИОНАЛЬНЫХ НАГРУЗКАХ
Р.С. Рахманов1, Ю.Г. Пискарев1, Т.В. Блинова1, М.А. Сапожникова1, Н.Г. Бахмудов1, А.В. Истомин2, А.В. Тарасов3
1ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт гигиены и профпатологии» Роспотребнадзора, г. Нижний Новгород, Россия
2ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, г. Мытищи, Россия
3Калининградский пограничный институт ФСБ России, г. Калининград, Россия
У спортсменов при физических нагрузках выявлена недостаточная насыщенность организма витаминами В1 и В2, у третьей части в пределах референтных границ достоверно снижалась насыщенность витамином А. Определено снижение насыщенности магнием, железом, цинком, кальцием, калием, натрием и хлоридами. У здоровых юношей при акклиматизации и адаптации к новым социальным условиям обитания отмечены недостаточная насыщенность организма витаминами В1 и В2, снижение насыщенности витамином Е; снижалась насыщенность магнием, цинком, медью, определена тенденция к снижению уровня хлоридов. В условиях физических нагрузок потребность организма в витаминах и минеральных веществах более высокая, нежели при адаптации к новым условиям обитания.
Ключевые слова: физические нагрузки, адаптация, акклиматизация, стресс, витаминно-минеральная насыщенность.
R.S. Rakhmanov, Yu.G. Piskarev, T.V. Blinova, M.A. Sapozhnikova, N.G. Bakhmudov, A.V. Istomin, A.V. Tarasov □ EVALUATION OF VITAMIN-MINERALS SATURATION IN HUMAN ORGANISM DURING PHYSICAL AND NEURO-EMOTIONALLOADS □ Nizhny Novgorod Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, of Rospotrebnadzor, Nizhny Novgorod, Russia; Erisman Federal Centre for Hygiene, of Rospotrebnadzor, Mytischi, Russia; Kaliningrad Institute of the Federal Border Service of Federal Security Service of Russia, Kaliningrad, Russia.
The authors revealed B1 and B2 vitamin insufficient saturation in sportsmen organism during considerable physical loads. In a third of the sportsmen, A vitamin saturation was significant decreased within reference limits. The decreased saturation in magnesium, iron zinc, calcium, potassium, sodium, chlorides was found. Bi and B2 vitamin insufficient saturation; decreased saturation of E vitamin, zinc, magnesium, copper; tendency to decrease of chlorides were observed in healthy youths during acclimatization and adaptation to new social conditions. It provides evidence that human organism need in vitamins and minerals during physical loads is higher than during adaptation to new living conditions. Key words: physical loads, adaptation, acclimatization, stress, vitamin-minerals saturation.
Установлено, что при действии раздражителей сверхмалой, малой и средней интенсивности организм отвечает развитием общих неспецифических реакций. При этом происходят колебания в пределах, в первую очередь, нормальных показателей [1]. Даже здоровый организм во временном потоке постоянно меняющихся по силе и качеству действующих на него различных факторов вынужден существовать на разных уровнях гомеостаза. При этом его «... реакции - это основной для живого организма путь поддержания гомеостаза (по сути - «гомеоки-неза»), необходимый для сохранения здоровья или хотя бы жизни» [2]. Такими раздражителями могут быть физические нагрузки или факторы новой среды обитания.
В условиях воздействия высоких физических нагрузок повышается потребность организма в витаминах и минеральных веществах [3, 5]. При перемещениях в новые климатические и социальные условия снижается работоспособность и повышаются энерготраты организма. Эту реакцию можно рассматривать как фазу стресса [4]. Можно полагать, что и в этих усло-
виях повышается потребность организма в витаминах и минеральных веществах.
Цель исследования - сравнительная оценка витаминно-минерального статуса организма здоровых юношей при занятиях спортом, а также при акклиматизации и адаптации к новым социальным условиям обитания.
Материалы и методы. Под наблюдением находились две группы юношей: занимающиеся академической греблей (п = 30), а также курсанты первого курса военного института (п = 40). Исследования были проведены практически в одно и то же время: среди спортсменов - в сентябре-ноябре, среди курсантов - в августе-октябре. Участие в обследованиях было на основе добровольного информированного согласия.
Тренировочный цикл спортсменов характеризовался тем, что это был пред- и соревновательный периоды: проводилась подготовка по планам тренеров, после которой спортсмены принимали участие в соревнованиях. Все спортсмены были жителями г. Нижнего Новгорода. Данным видом спорта каждый обследованный занимался не менее 4-5 лет.
Школьники, прошедшие медицинский отбор (100,0 % здоровы) и поступившие в военный институт, прибыли в Калининградскую область из различных регионов России и приступили к обучению. При этом материально-бытовые условия соответствовали службе военнослужащих, проходящих службу по призыву: организованное размещение, питание, бан-но-прачечное обслуживание, режим дня, физическая, строевая и другие виды подготовок.
Обследование проведено трехкратно: у спортсменов - до начала тренировок, через 15 дней и еще через 1 месяц тренировок; у курсантов - в начале обучения, через 15 и 45 дней. У всех обследованных отбирали кровь (в одно и то же время, натощак, начиная с 8.00). Исследованию подвергали сыворотку крови и на-тивную кровь. Материал, отобранный у курсантов, замораживали и с использованием хо-лодовой цепи экспресс-почтой направляли в ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора для проведения исследований.
В сыворотке крови определяли концентрации минеральных веществ (магния, калия, кальция, неорганического фосфора, натрия, хлоридов, меди, цинка, железа), а также витаминов (А, Е); в крови - В2. Об обеспеченности витамином В1 косвенно судили по содержанию продукта распада пировиноградной кислоты (ПВК), повышение уровня которого служит показателем снижения обеспеченности организма этим витамином.
Концентрация магния определялась колориметрическим методом без протеинизации с использованием хромогенов №1хо-РАР8 и кси-лидилового синего, калия - нефелометричес-ким методом без протеинизации с использованием тетрафенилбората, кальция - унифицированным методом с о-крезолфталеин комп-лексоном. Неорганический фосфор в сыворотке определялся спектрофотометрическим методом без протеинизации. Концентрация натрия определялась колориметрическим методом с использованием осаждающего реагента, хлоридов - колориметрическим методом с использованием тиоцианата ртути [6]. Исследования проводили на биохимическом анализаторе «С11МА МС-15» (регистрационный номер 30840-05). Содержание цинка, меди и железа определяли с помощью атомно-абсорбционно-го спектрометра «Квант-2А» (номер госрегистрации в СИ 21064-06) [9].
Для определения содержания витаминов А, Е (в сыворотке крови) и В2 (в цельной крови) использовали анализатор биожидкостей «Флюорат-02-АБЛФ-Т» (регистрационное удостоверение № ФСР 2009/04479, 2009) [7, 8].
Для оценки выраженности стресса методом иммуноферментного анализа определяли уровень гормона кортизола в сыворотке крови [6].
Оценили суточный энергорасход лиц обеих групп (по хронометражу деятельности) и калорийность рациона питания (анкетно-опросный метод).
По первичным данным сформирована база данных на ПЭВМ типа «Репйит-1У»; статис- Ег тическая обработка данных проведена с использованием компьютерной программы 81аЙ811са 6,1. 1—
Результаты исследования и обсуждение. сБ При оценке суточного энергорасхода на все ^ виды деятельности установили, что у спортсменов он при обычной тренировочной неделе составлял 2 951,0 ± 121,4 ккал (для спортсме- еэ нов массой тела 70-80 кг), в предсоревнова- ' ' тельный период (одна неделя перед соревнованиями) достигал 5 072,5 ± 81,0 ккал. У курсантов такой же массы тела суточный энерго- ^ расход весь период наблюдения составлял ^ 4 035,0 ± 53,9 ккал. 2
Питание спортсменов было в домашних ус- Е^ ловиях (в семьях родителей). Калорийность рациона питания в дни обычной тренировочной ^ недели достигала 3 042,5 ± 86,9 ккал в сутки. Курсанты с «домашнего» питания перешли на еэ организованное питание. Калорийность сбалансированного рациона питания достигала 4 374 ккал в сутки.
Как показали наши исследования, исходно в группе спортсменов уровень кортизола был в пределах референтных значений. Только у 2 человек выявлялись явные признаки стресса (6,7 %): содержание гормона достигало 880,0-920,0 нмоль/л. В дальнейшем эта доля не изменялась. Высокие физические нагрузки не приводили к росту как по средним, так и по индивидуальным показателям уровня этого гормона (табл. 1).
Уровень кортизола в сыворотке крови у курсантов в начальный период обучения свидетельствовал о наличии в их организме признаков стресса. При этом достоверных изменений в динамике содержания гормона как средних, так и индивидуальных показателей выявлено не было: р 1 : 3 = 0,251, а превышение референтных границ выявлялось у 50,0 % исходно, у 60,0 % - через 15 и у 50,0 % - через 45 дней.
Содержание гормона у курсантов в начале исследования было выше, чем у спортсменов, на 28,5 %, (р = 0,0009). Достоверные различия выявлялись и во все последующие исследования: через 15 дней превышение на 40,1 % (р = 0,0007), через 45 дней - на 15,8 % (р = 0,033).
Как показал анализ сравнительных данных исходного содержания витаминов и минеральных веществ в сыворотке крови, только по витамину В2 выявлялись достоверные различия (табл. 3); уровень у курсантов был в 2,8 раза ниже, чем у спортсменов (табл. 2). У спортсменов физические нагрузки приводили к снижению обеспеченности организма как витаминами, так и минеральными веществами (табл. 2). Так, в пределах референтных границ снижалась обеспеченность организма витамином А у 30,8 % спортсменов (%2 = 8,417, р = 0,004); определена недостаточная обеспеченность организма витаминами В1 и В2. Доля лиц с недостаточной обеспеченностью вита-
мином В2 в ходе тренировочного цикла достоверно возрастала: у 54,1 % (ф = 2,803) - через 15 дней, к концу наблюдения - у всех (100,0 %) уровни витамина были ниже нормального
(ф = 2,789, по критерию Фишера). Снижение насыщенности организма витамином В2 к концу наблюдения достигало 1,8 раза по сравнению с исходной величиной.
Таблица 1. Уровни кортизола в сыворотке крови спортсменов и курсантов в разные периоды наблюдения
Категория обследов анных Уровни кортизола в периоды наблюдения, М ± т Референтные границы кортизола, нмоль/л
исходно через 15 дней через 45 дней
Спортсмены 584,0 ± 20,9 543,0 ± 13,6 590,8 ± 29,6 130,0—680,0
Курсанты 750,6 ± 47,9 761,0 ± 38,4 685,6 ± 28,5
Таблица 2. Сравнительные показатели витаминно-минеральной насыщенности организма юношей
Показатель (референтные границы) Уровни витаминно-минеральной насыщенности в периоды наблюдения, абс. ед. (М ± м)
исходно через 15 дней * р через 45 дней * р
Витамин А (0,3-0,6 мкг/мл): спортсмены курсанты 0,71 ± 0,05 0,83 ± 0,05 0,74 ± 0,03 0,91 ± 0,05 0,609 0,265 0,79 ± 0,07 0,91 ± 0,04 0,356 0,219
Витамин Е (8-18 мкг/мл): спортсмены курсанты 9,7 ± 0,8 7,75 ± 0,43 11,2 ± 0,6 6,78 ± 0,39 0,139 0,103 11,2 ± 0,9 6,78 ± 0,53 0,218 0,163
ПВК (7-14 мкг/мл): спортсмены курсанты 24,98 ± 1,8 21,4 ± 0,9 22,8 ± 1,1 20,6 ± 1,0 0,306 0,556 26,0 ± 0,7 20,63 ± 1,0 0,599 0,570
Витамин В2 (10-50 мкг): спортсмены курсанты 17,4 ± 0,03 6,25 ± 0,4 15,5 ± 0,01 5,85 ± 0,3 0,000 0,429 9,5 ± 0,05 6,08 ± 0,3 0,000 0,736
Цинк (0,5-1,5 мкг/мл): спортсмены курсанты 0,94 ± 0,08 1,0 ± 0,08 0,8 ± 0,05 0,97 ± 0,08 0,143 0,792 0,83 ± 0,04 1,13 ± 0,05 0,123 0,176
Медь (0,7-1,4 мкг/мл): спортсмены курсанты 0,77 ± 0,02 0,81 ± 0,09 0,78 ± 0,07 0,73 ± 0,05 0,375 0,442 0,8 ± 0,06 0,76 ± 0,04 0,746 0,615
Железо (11,6-31,3 мкмоль/л): спортсмены курсанты 11,4 ± 5,0 14,2 ± 1,15 11,0 ± 2,3 16,8 ± 0,86 0,942 0,078 11,2 ± 2,0 16,65 ± 0,93 0,971 0,106
Магний (0,8-1,0 ммоль/л): спортсмены курсанты 0,91 ± 0,08 0,995 ± 0,02 0,9 ± 0,04 0,77 ± 0,009 0,911 0,000 0,88 ± 0,02 0,86 ± 0,013 0,717 0,000
Калий (3,6-5,5 ммоль/л): спортсмены курсанты 4,9 ± 0,33 5,19 ± 0,12 3,9 ± 0,2 5,04 ± 0,1 0,012 0,343 4,0 ± 0,3 5,25 ± 0,11 0,048 0,714
Кальций (2,15-2,5 ммоль/л): спортсмены курсанты 2,32 ± 0,12 2,61 ± 0,09 2,2 ± 0,1 2,59 ± 0,1 0,440 0,883 2,17 ± 0,22 2,58 ± 0,12 0,552 0,843
Натрий (135-150 ммоль/л): спортсмены курсанты 158.5 ± 8,2 145.6 ± 2,31 141,0 ± 2,9 149,6 ± 1,35 0,049 0,143 140,0 ± 3,0 150,5 ± 1,48 0,038 0,082
Фосфор (0,8-1,5 ммоль/л): спортсмены курсанты 1,1 ± 0,17 1,257 ± 0,03 1,2 ± 0,16 1,25 ± 0,03 0,67 0,87 1,09 ± 0,13 1,3 ± 0,03 0,963 0,246
Хлориды (97-108 ммоль/л): спортсмены курсанты 120,0 ± 6,0 110,2 ± 4,2 93,3 ± 4,5 105,3 ± 2,4 0,000 0,317 101,9 ± 5,8 104,3 ± 2,4 0,0304 0,23
* р - достоверность различий относительно величин показателя в начальный период
Таблица 3. Показатели достоверности различий в содержании витаминов и минеральных веществ в сыворотке крови курсантов и спортсменов в начале исследования по Стьюденту, абс. ед.
Витамины/р Минеральные вещества/ р
А 0,11 Цинк 0,613 Калий 0,49
Е 0,68 Медь 0,606 Кальций 0,084
В1 0,131 Железо 0,654 Натрий 0,214
В2 0,0008 Магний 0,398 Фосфор 0,459
Хлориды 0,234
К промежуточному обследованию у 30,7 % спортсменов в пределах референтных границ было определено достоверное снижение уровня железа: до 10,6 ± 2,8 мкмоль/л против
18.02 ± 1,7 мкмоль/л у остальных спортсменов (р = 0,021). К концу наблюдения у 53,3 % обследованных была выявлена достоверно недостаточная обеспеченность организма этим минералом (ф = 2,936).
В пределах референтных границ отмечена тенденция к снижению уровня магния. Так, к промежуточному обсле2дованию оно было определено у 33,3 % (х2 = 8,533, р = 0,003). К концу наблюдения снижение было выявлено у 100,0 %, из них ниже референтных границ - у
56.3 % спортсменов (ф = 4,76). В пределах референтных границ также отмечена тенденция к снижению насыщенности организма цинком -на 11,7 % (определено у 53,3 % обследованных (х2 = 17,847, р = 0,0008). В целом по группе отмечена тенденция к снижению уровня кальция. При этом ко второму обследованию недостаточная обеспеченность организма кальцием ниже нормы была определена у 15,3 % лиц (ф = 1,136 - недостоверно), а к концу наблюдения - достоверно у 40,0 % (ф = 3,392). Было установлено достоверное снижение уровня калия - на 20,4-18,4 % по периодам наблюдения. Причем, ко второму обследованию снижение было определено у 46,7 %, но оно было недостоверным (ф = 0,142), а к концу наблюдения -достоверным у 53,3 % спортсменов (ф = 2,845). У 100,0 % спортсменов к промежуточному и завершающему обследованию отмечено снижение уровня натрия - на 11,0—11,7 %. При этом к завершающему обследованию у 33,3 % уровень натрия достоверно снизился (ф = 2,734). Снижение уровня хлоридов достигало 22,3-15,1 %, а у 90,0-80,0 % обследованных он в сыворотке крови был достоверно ниже нормы (ф = 2,731).
У курсантов уровень витамина А во все периоды обследования оставался в пределах нормальных значений как по усредненным, так и по индивидуальным показателям.
Насыщенность организма витамином Е в исходном состоянии была ниже референтных границ у 40,0 % курсантов. Через 15 дней эта доля увеличивалась до 90,0 % (ф = 3,567) и сохранялась практически до конца наблюдения
(80,0 %, ф = 2,672). Такая индивидуальная динамика определяла и отрицательную тенденцию насыщенности витамином Е в динамике наблюдения: снижение на 12,5 % (р = 0,019) через 15 дней, которое сохранялось до конца наблюдения (р = 0,049).
У всех 100,0 % обследованных была определена недостаточная насыщенность организма витамином Бь К концу наблюдения динамика в насыщенности организма витамином В2 не определялась; ни у одного курсанта во все периоды наблюдения насыщенность организма данным витамином не достигала уровня нормы.
По усредненным данным достоверного снижения насыщенности организма медью не происходило. Вместе с тем достоверно возросла доля лиц (от 10,0 % в исходном состоянии до 60,0 %), у которых произошло снижение содержания этого вещества ниже референтных границ (ф = 4,234). К концу наблюдения сниженное содержание меди в сыворотке крови было выявлено у 30,0 % обследованных, но эти данные по отношению к исходной величине были недостоверными (ф = 1,632).
Достоверной динамики в насыщенности организма цинком не было определено. Вместе с тем к концу наблюдения снижение насыщенности организма в пределах референтных границ отмечено у 50,0 % курсантов (х = 10,8, р = 0,001).
Уровень магния в сыворотке крови ко второму обследованию достоверно снижался и был ниже, чем в исходном состоянии, на 22,6 % (р = 0,0009), к третьему - на 13,6 % (р = 0,0009). По сравнению с исходной величиной снижение отмечено, у 100,0 и 90,0 % курсантов соответственно.
Уровень фосфора в сыворотке крови у курсантов во все периоды наблюдения находился в пределах референтных границ. Однако через 15 дней было отмечено снижение уровня данного минерального вещества у 65,0 % (х2 = 14,405, р = 0,0001), а к концу наблюдения - у 33,3 % (х2 = 5,00, р = 0,025) обследованных лиц.
Уровень железа, кальция, калия, натрия, хлоридов сыворотке крови во все периоды наблюдения был в пределах референтных границ как по средним, так и по индивидуальным показателям. Однако была выявлена тенденция к снижению уровня хлоридов.
Анализируя полученные данные можно полагать, что повышенные уровни кортизола в крови спортсменов были обусловлены высокими физическими нагрузками, а у курсантов -реакцией на социальную, биологическую адаптацию и акклиматизацию.
У лиц обеих групп была выявлена недостаточная обеспеченность организма витамином В1: к концу наблюдения она у спортсменов была ниже, чем у курсантов, на 26,0 % (р = 0,004). Недостаточность насыщенности организма витамином В2 у спортсменов нарастала в пределах референтных границ и ниже у 54,1-
1
Ü
100,0 %, а у курсантов она была во все периоды ниже референтных границ, но не нарастала. Насыщенность организма курсантов этим витамином в исходном состоянии была ниже, чем у спортсменов, в 2,8 раза, к концу наблюдения - лишь в 1,6 раза. Насыщенность организма курсантов витамином Е в исходном состоянии была ниже, чем у спортсменов, в 1,25 раза, к концу наблюдения - в 1,65 раза.
В пределах референтных границ у 30,8 % спортсменов было определено снижение насыщенности организма витамином А, у 15,3100,0 % - снижение насыщенности минеральными веществами (железом, магнием, цинком, кальцием калием, натрием и хлоридами).
У 10,0-100,0 % курсантов в пределах референтных границ отмечено снижение содержания в сыворотке крови меди, цинка, марганца и фосфора.
Выводы.
1. В период адаптации к новым условиям обитания у обследованных юношей уровень гормона кортизола в сыворотке крови выходил за пределы референтных границ, доказывающий, что организм в этот период находился в состоянии стресса. У спортсменов уровень кортизола был в пределах верхней референтной границы; состояние стресса при физических нагрузках выявлялось лишь у части обследованных.
2. Более выраженные изменения в состоянии витаминно-минеральной насыщенности организма, связанные с профессиональной деятельностью, определены у спортсменов. Это доказывало, что в условиях высоких физических нагрузок потребность организма в ви-
таминах и минеральных веществах более значима, нежели при адаптации к новым социальным условиям обитания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гаркави Л.Х. Адаптационная «реакция активации» и ее роль в механизмах противоопухолевого влияния раздражений гипоталамуса: Автореф. дис. д-ра мед. наук. Донецк, 1969. 32 с.
2. Гракави Л.Х. Активационная терапия. Ростов н/Д.: Изд-во Рост. Ун-та., 2006. 256 с.
3. Коденцова В.М. и др. Витамины и окислительный стресс / В.М. Коденцова, О.А. Вржесинская, В.К. Мазо // Вопросы питания. 2013. Т. 81. № 3. С. 11-19.
4. Кривощеков С.Г. и др. Здоровье здорового человека. Научные основы восстановительной медицины / С.Г. Кривощеков, В.А. Матюхин, А.Н. Разумов, В.А. Труфакин /Под ред. А.Н. Разумова, В.И. Покровского. М.: ООО «РИФ «САНЭД», 2007. С. 501-514 с.
5. Мартинчик А.Н. и др. Питание человека (Основы нут-рициологии) / А.Н. Мартинчик, И.В. Маев, А.Б. Петухов. М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2002. 576 с.
6. Медицинские лабораторные технологии / Справочник под ред. А.И. Карпищенко. Спб.: Интермедика, 2002. Т. 2. 472 с.
7. Методические указания по измерению массовой концентрации витамина Е в сыворотке крови на анализаторе биожидкости «Флюорат-02-АБЛФ». М 07-02-2001. СПб., 2001 (утв. директором НФП «ЛЮМЭКС» 27.03.2001).
8. Методические указания по измерению массовой концентрации витамина А в сыворотке крови на анализаторе биожидкости «Флюорат-02-АБЛФ». М 07-02-2001. СПб., 2001 (утв. директором НФП «ЛЮМЭКС» 25.02.2001).
9. Определение химических соединений в биологических средах: сборник методических указаний / МУК 4.1.777-99. М.: Минздрав России, 2000. С. 128-135.
Контактная информация:
Рахманов Рофаиль Салыхович, тел.: +7 (831) 4-196-194, e-mail: [email protected]
Contact information: Rakhmanov Rofail, рИопе: +7 (831) 4-196-194, e-mail: [email protected]
V
