CC BY
36
Al
SSM
Murav'evS.V. Boli v spine i ehmocional'nye rasstrojstva u podrostkov s idiopaticheskim skoliozom. Permskij medicinskij zhurnal. 2014. № 2. S. 34-38.
6. Муравьев С.В., Кравцова Е.Ю. Трансвертебральная микрополяризация при дорсопатиях на фоне юношеского идиопатического сколиоза. Врач-аспирант. 2014. № 3 (64). С. 35-41.
Murav'ev S.V., Kravcova E.YU. Transvertebral'naya mikropolyarizaciya pri dorsopatiyah na foneyunosheskogo idiopaticheskogo skolioza. Vrach-aspirant. 2014. № 3 (64). S. 35-41.
УДК: 612.013.7:796.077
7. Шелякин А.М., Преображенская И.Г., Богданов О.В. Микрополяризационная терапия в детской неврологии (практическое руководство). М.: Медкнига, 2008. 118 с.
SHelyakin A.M., Preobrazhenskaya I.G., Bogdanov O.V. Mikro-polyarizacionnaya terapiya v detskoj nevrologii (prakticheskoe rukovodstvo). M.: Medkniga, 2008. 118 s.
8. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения метода. Иваново: Ивановская обл. тип., 2000. 200 с.
Mihajlov V.M. Variabel'nost' ritma serdca. Opytprakticheskogoprimeneniya metoda. Ivanovo: Ivanovskaya obl. tip., 2000. 200 s.
Код специальности ВАК: 14.01.08
ПОКАЗАТЕЛИ КЛЕТОЧНОГО ЭНЕРГООБМЕНА У ЮНЫХ СПОРТСМЕНОВ
Н.В. Рылова1, А.В. Жолинский2, А.П. Середа2, М.С. Ключников2, Е.Ю. Рычков3, В.Е. Горский3, С.И. Швед3,
1ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет»,
2ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр спортивной медицины и реабилитации ФМБА России», г. Москва, 3Академия хоккея «Ак Барс» им. Ю.И. Моисеева, г. Казань
Рылова Наталья Викторовна - e-mail: Rilovanv@mail.ru
В исследование были включены дети в возрасте от 12 до 18 лет. Основная группа юных спортсменов была подразделена на две подгруппы в зависимости от типа физической нагрузки -46 представителей циклического и 48 представителей игрового вида спорта. 37 детей вошли в контрольную группу с низкой двигательной активностью. Специальные методы исследования: тандемная хромато-масс-спектрометрия с ионизацией в электроспрее (Agilent 6410, США), кардиореспираторное нагрузочное тестирование (велоэргометр eBike, Германия, автоматический газоанализатор выдыхаемого воздуха ADInstruments «PowerLab» РТК 14). В результате обработки полученных данных и построения уравнения регрессии, описываюшего взаимосвязь абсолютного максимального потребления кислорода (МПК) и содержания свободного карнитина, выяснено, что вклад уровня свободного карнитина в дисперсию показателя абсолютного МПК составляет 20,9%.
Ключевые слова: юные спортсмены, карнитиновый обмен,
физическая работоспособность.
The study included children aged 12 to 18 years. The main group of young athletes was divided into two subgroups, depending on the type of physical activity - 46 cyclical and 48 representatives of the game sport. 37 children entered the control group with low motor activity. Special research methods: tandem chromatography-mass spectrometry with electrospray ionization (Agilent 6410, USA), cardiorespiratory load testing (bicycle ergometer eBike, Germany, automatic gas analyzer for exhaled air ADInstruments «PowerLab» RTK 14). As a result of processing the obtained data and constructing the regression equation describing the relationship between absolute maximum oxygen consumption and free carnitine content, it was found that the contribution of the level of free carnitine to the variance of the absolute maximum oxygen consumption is 20,9%.
Key words: young athletes, carnitine metabolism, physical performance.
Особенностью детско-юношеского спорта является необходимость обеспечения гармоничного физического развития ребенка, занимающегося интенсивными физическими нагрузками, что связано с анатомо-физио-логическими особенностями организма в разные возрастные периоды [1, 2]. Развитие профилактической направленности в медицине в целом, и в педиатрии, в частности, а также медицинской «митохондриологии» позволило создать эффективный диагностический инструментарий (клинические, биохимические, морфологические и моле-кулярно-генетические критерии митохондриальной недостаточности) [2, 3]. Это позволяет оценивать полисистемность нарушения клеточного энергообмена.
Гипоксия тканей, а также биохимические и структурные изменения, возникающие в результате ее воздействия, ведут к гибели митохондрий, могут ограничивать работоспособность, приводить к развитию утомления и
резкому ухудшению состояния организма при интенсивной физической нагрузке [3, 4]. В условиях гипоксии изменяется метаболизм жирных кислот, который характеризуется нарушением их бета-окисления [4]. Этот процесс сопряжен со снижением уровня карнитина, в результате чего происходит внутриклеточное накопление промежуточных продуктов обмена жирных кислот, ацилкарнитинов, ацил-КоА. За счет достаточного количества свободного карнитина и повышения активности дыхательной цепи в мышцах увеличивается аэробная энергопродукция и работоспособность [5]. Вследствие клеточных изменений в ответ на физическую нагрузку для диагностики энергодефицитных состояний необходимо комплексное исследование. Такой подход диктует необходимость применений различных методов исследования, как на уровне организма в целом, так и на клеточном уровне [2, 3, 6].
NK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Целью настоящего исследования является изучение взаимосвязи между показателями клеточного энергообмена и физической работоспособностью юных спортсменов.
Материал и методы
Исследование выполнялось в Казанском государственном медицинском университете. Материалы исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием методов параметрического и непараметрического анализа в соответствии с результатами проверки сравниваемых совокупностей на нормальность распределения. Накопление, корректировка, систематизация исходной информации и визуализация полученных результатов осуществлялись в электронных таблицах Microsoft Office Excel 2007. Статистический анализ проводился с использованием программы IBM SPSS Statistics 20 (Наследов А.Д., 2011). Статистическая значимость различий между группами в случае множественных сравнений оценивалась при помощи однофакторного дисперсионного анализа путем расчета критерия F Фишера. Полученные значения приведены в виде М±т, где М - средняя величина, m - средняя ошибка средней величины.
В исследование вошли 94 ребенка в возрасте от 12 до 18 лет, 29 из которых интенсивно занимались спортом, не менее 12 часов в неделю (три и более раз в неделю) в течение последних шести или более месяцев. Основная группа детей - юных спортсменов - была подразделена на две подгруппы в зависимости от типа физической нагрузки - 46 представителей циклического (средний возраст 17±0,42 года) и 48 представителей игрового вида спорта (средний возраст 16,21±0,29 года). Спортивная квалификация включенных в исследование атлетов: I взрослый разряд (22 ребенка), кандидат в мастера спорта (50 детей), мастер спорта (22 спортсмена). 37 детей вошли в контрольную группу - мальчики, с низкой двигательной активностью, занимающиеся физической культурой только в рамках школьной программы. На момент проведения исследования у детей не отмечалось острых инфекционных заболеваний.
Для установления особенностей клеточного энергообмена был использован метод тандемной хромато-масс-спектрометрии, реализуемый на базе лаборатории молекулярной и биохимической диагностики Научно-исследовательского клинического института педиатрии РНИМУ им. Н.И. Пирогова (заведующий лабораторией -
д. м. н. профессор В.С. Сухоруков) с использованием спектрометров фирмы Agilent (США) (в модификации И.С. Мамедова и соавт.) [4]. В качестве показателя физической работоспособности юных спортсменов использовался уровень максимального потребления кислорода (МПК) [7]. Показатель МПК определялся с помощью кардиореспира-торного нагрузочного тестирования с применением велоэр-гометра и автоматического анализатора выдыхаемого воздуха в лаборатории кафедры естественно-научных и медико-биологических дисциплин ФГБОУ ВПО «Поволжская государственная академия физической культуры, спорта и туризма». При кардиореспираторном нагрузочном тестировании использовались нагрузки со ступенчато возрастающей мощностью «до отказа» на велоэргометре eBike (Германия). Непосредственно для определения величины максимального потребления кислорода во время проведения тестов производится анализ выдыхаемого через рот воздуха с помощью автоматического газоанализатора ADInstruments «PowerLab» РТК 14. Преимуществом автоматических анализаторов является возможность непрерывно регистрировать концентрацию кислорода как в состоянии покоя, так во время нагрузки и в восстановительном периоде [7].
Результаты и их обсуждение
В ходе исследования состояния карнитинового обмена как показателя клеточной энергетики нами были получены и проанализированы следующие основные параметры: уровень свободного карнитина и связанного карнитина, а также их соотношение. Статистически достоверность различий в исследуемых группах доказана с помощью критерия Фишера. Полученные нами результаты представлены в таблице 1.
Исходя из полученных результатов, при сравнении содержания свободного карнитина у детей в зависимости от вида спортивной нагрузки было установлено, что данный показатель имеет статистически значимые различия между группами (критерий F Фишера составил 13,9; p<0,001). При применении апостериорного критерия по методу Тьюки содержание свободного карнитина было существенно более высоким у спортсменов, занимающихся циклическими нагрузками, по сравнению как с представителями игровых видов спорта (p<0,001), так и с группой контроля (p<0,01). Выявленные различия могут указывать на наличие более эффективной клеточной энергетики у представителей циклических нагрузок. При сравнении уровня связанного карнитина во всех
ТАБЛИЦА 1.
Сравнение показателей карнитинового обмена в исследуемых группах в зависимости от вида физической нагрузки*
Показатель карнитинового обмена Группы исследуемых F p
Игровые виды спорта Циклические виды спорта Контрольная группа
Свободный карнитин (С0), мкмоль/л 29,9±1,0 36,3±0,8 32,0±1,0 13,9 <0,001
Связанный карнитин (АК), мкмоль/л 16,0±0,7 16,3±0,7 14,3±0,5 1,7 >0,05
АК/С0 0,54±0,02 0,46±0,02 0,46±0,02 4,9 <0,01
Примечания: * F - критерий Фишера; р - определенная вероятность безошибочного прогноза статистической значимости различий между группами; М±т, где М - средняя величина, т - средняя ошибка средней величины.
ТАБЛИЦА 2.
Сравнение абсолютного МПК (л/мин) и относительного МПК (мл/кг/мин) в зависимости от вида физической нагрузки
Вид нагрузки Абсолютное МПК Относительное МПК
Мальчики Девочки Мальчики Девочки
Игровые виды спорта н/д 2,17±0,07 н/д 38,4±1,0
Циклические виды спорта 4,06±0,14 2,57±0,03 60,4±1,3 44,9±1,9
Контрольная группа 2,68±0,08 н/д 40,0±2,8 н/д
Al
SSM
трех группах статистически значимых различий выявлено не было (F=1,7; p>O,O5).
Нами были установлены существенные различия между показателями AK / GO, измеренными в сравниваемых группах (F=4,9; p<O,O1). Парные сравнения значений индекса позволили обнаружить статистически значимые различия уровня AK/CO при сравнении представителей спортивных игр как с представителями циклических видов спорта (p<O,O5), так и с группой контроля (p<O,O5).
В мировой практике, однако, современных данных об исследовании состояния карнитинового обмена недостаточно. Так, M.B. Cooper совместно с соавторами (1986) было установлено, что в результате воздействия интенсивной длительной физической нагрузки уровень свободного карнити-на снижался до 37% от общего карнитина, а уровень ацил-карнитинов возрастал до 28%. Исследователями R. Gatti, C.B. De Palo, P. Spinella, E.F. De Palo (1998) были изучены взаимосвязи между содержанием жировой массы тела, ацил-карнитинами, а также свободным карнитином у 33 здоровых людей. Была установлена статистически значимая отрицательная корреляция между уровнем плазменного ацетилкар-нитина и мышечной массой, что, по мнению авторов, является следствием улучшения окислительного метаболизма мышц и является подтверждением того, что изменение мышечного метаболизма находится в тесной связи с концентрацией ацетилкарнитина в крови.
При исследовании состояния физической работоспособности путем изучения уровня максимального потребления кислорода также были выявлены статистически значимые различия у представителей разных видов спорта в зависимости от типа физической нагрузки. Полученные данные о состоянии абсолютного и относительного (с учетом массы тела) MПK представлены в таблице 2.
Выявленные различия могут указывать на наличие более эффективной клеточной энергетики и высокой работоспособности у представителей аэробных нагрузок. Согласно полученным результатам, различия как абсолютного, так и относительного показателя MПK между сравниваемыми группами были статистически значимыми (p<O,OO1). При сравнении абсолютного показателя MПK между группами было выявлено, что у мальчиков - представителей циклических видов спорта - уровень MПK выше, чем у представителей игровых видов и группы контроля при р^^! При изучении относительного показателя MПK, рассчитанного в зависимости от массы тела, были установлены аналогичные закономерности.
Полученные нами данные связаны со спецификой выполняемой нагрузки преимущественно аэробной у пловцов, а также тендерными различиями в исследуемых группах. Известно, что становление системы энергообеспечения происходит в разные возрастные периоды в зависимости от пола. Так, абсолютные показатели MПK у мальчиков достигают своих максимальных величин в возрасте 15 лет (Гольберг Н.Д., Дондуковская Р.Р., 2OO9). Высокий уровень MПK является одной из предпосылок для достижения спортсменом (особенно представителями циклических видов спорта) высоких результатов, так как характеризует состояние выносливости атлета, но не гарантирует их. Работоспособность спортсмена определяется прежде всего максимальной скоростью потребления кислорода. Чем выше MПK, тем больше
абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки. Кроме того, чем выше МПК, тем относительно легче и потому длительнее выполнение аэробной работы (Коц Я.М., 1986). В то же время для представителей игровых видов спорта МПК не является лимитирующим фактором для достижения результатов. Игровые виды спорта требуют от спортсмена тактико-технических, скоростных качеств. Возможность влияния на изучаемые показатели - это препараты, которые принято называть метаболическими, популярны у широкого круга врачей и тренеров. Они эффективны и относительно безопасны. Одна из групп таких препаратов - энерготропные средства (например, карнитин) - усиливает интенсивность обмена энергии на уровне клетки.
Выводы
1. Уровень свободного карнитина выше у юных спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, по сравнению с представителями игровых видов спорта, при p<0,001, что говорит о более эффективной клеточной энергетике у детей первой подгруппы.
2. Показатели как абсолютного, так и относительного максимального потребления кислорода выше у представителей циклических видов спорта (при p<0,001). Полученные данные говорят о более высокой физической работоспособности у представителей циклических видов спорта. [JJ
ЛИТЕРАТУРА
1. Виноградова, Л.В., Бахраха И.И. Детская спортивная медицина. Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. 320 с.
Vinogradova, L.V., Bahraha I.I. Detskaya sportivnaya medicina. Rostov-na-Donu: Feniks, 2007.320 s.
2. Царегородцев А.Д., Сухоруков В.С. Митохондриальная патология - проблемы и задачи. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2012. № 4 (2). С. 4-14.
Tsaregorodtsev A.D., Sukhorukov V.S. Mitohondrialnaya-patologiya -problem Izadachi. Rossijskij vestnikperinatologii Ipediatrii. 2012. №4 (2). S. 5-14.
3. Рылова Н.В., Биктимирова А.А., Назаренко А.С. Уровень максимального потребления кислорода как показатель работоспособности спортсменов, специализирующихся в различных видах спорта. Практическая медицина. 2014. № 9 (85). С. 147-150.
Rylova N.V., Biktimirova A.A., Nazarenko A.S. Uroven maksimalnogo potrebleniya kisloroda kak pokazatel rabotosposobnosti sportsmenov specializiruyushchihsya v razlichnyh vidah sporta. Prakticheskaja medicina. 2014. № 9 (85). S. 147-150.
4. Мамедов И.С., Перевезенцев О.А., Глаговский П.Б., Веденин А.И., Москалева Н.Е. и др. Хромато-масс-спектрометрическая диагностика наследственных болезней метаболизма. Усовершенствованная медицинская технология. М. 2008. 35 с.
Mamedov I.S., Perevezencev O.A., Glagovskij P.B., Vedenin A.I., Moskaleva N.E. i dr. Hromato-mass-spektrometricheskaya diagnostika nasledstvennyh boleznej metabolizma. Usovershenstvovannaya medicinskaya tekhnologiya. M. 2008. 35 s.
5. Спасов А.А., Иежица И.Н. Стереофармакологические особенности карнитина. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2005. № 12. С. 42-47.
Spasov A.A. Iezhica I. N. Stereofarmakologicheskie osobennosti karnitina. Rossijskij fiziologicheskij zhurnal im. I.M. Sechenova. 2005. № 12. S. 42-47.
6. Троегубова Н.А., Рылова Н.В. Особенности макро- и микроэлементного состава слюны юных спортсменов. Казанский медицинский журнал. 2015. № 2. С. 238-241.
Troegubova N.A., Rylova N.V. Osobennosti makro-I mikroehlementnogo sostava slyuny yunyh sportsmenov. Kazanskij medicinskij zhurnal. 2015. № 2. S. 238-241.
7. Мустафина М.Х., Черняк А.В. Кардиореспираторный нагрузочный тест. Атмосфера. Пульмонология и аллергология. 2013. № 3. С. 56-62.
Mustafina M.H., Chernjak A.V. Kardiorespiratornyj nagruzochnyj test. Atmosfera. Pul'monologija i allergologiya. 2013. № 3. S. 56-62.
