CC BY
20
УДК 612.323
ПРОЦЕССЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СЕКРЕТОРНОЙ ФУНКЦИИ ЖЕЛУДКА У СПОРТСМЕНОВ ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ ПОСЛЕ ДЕЙСТВИЯ МЫШЕЧНОЙ НАГРУЗКИ
А.В. Грязных
Курганский государственный университет
Предметом наших исследований явилось изучение механизмов восстановления секреторной функции желудка после действия физической нагрузки у спортсменов.
Данные работы дополняют сведения о возможности использования физических нагрузок различного объема и интенсивность для оптимизации секреторной функции желудка. Полученные знания о закономерностях восстановления функций желудочно-кишечного тракта после физических нагрузок позволяет корректировать и оптимизировать режим питания и восстановления у спортсменов. На основании исследований гетерохронии восстановления можно обосновать влияние предшествующей нагрузки на последующую, определить критерии готовности организма к повторной работе. Изучение этапов последействия нагрузок позволяет обосновать оптимальный режим сочетания тренировочных занятий с отдыхом и обеспечить целесообразное планирование процесса спортивных тренировок. Полученные сведения представляют интерес для эндокринологов, гастроэнтерологов и специалистов в области спортивной физиологии и медицины.
Материалы и методы исследования
В исследовании принимал участие 31 доброволец мужского пола в возрасте 18-22 лет. Перед исследованием испытуемые прошли углубленное медицинское обследование в областном врачебно-физкультурном диспансере, включавшее исследование органов желудочно-кишечного тракта. По состоянию здоровья все они были отнесены к основной медицинской группе. Все обследуемые занимались различными видами единоборств (греко-римская борьба, борьба самбо, дзюдо) и были высококвалифицированными спортсменами: кандидаты в мастера спорта, мастера спорта. На момент исследования находились в подготовительном периоде тренировочного цикла. Этот период был выбран для исследования в связи с тем, что в зависимости от уровня спортивной формы и тренировочного периода обнаружены изменения функционального состояния органов и
систем (Г.Н.Пропастин.,1969, А.А. Плеша-ков.,1974, А.П.Кузнецов., 1986).
Исследование желудочной секреции проводилось утром, натощак, после 12-14 часов голодания. Для аспирации желудочного секрета использовался тонкий гастральный зонд. После введения зонда в течение 3-5 минут откачивалось содержимое желудка натощак (тощаковая секреция). В течение 1 часа 15-минутными порциями исследовалась базальная секреция. После введения раздражителя (стимулятора) желудочных желез изучалась стимулированная секреция в течение часа (4 порции по 15 минут).
Параллельно сбору желудочного сока проводили забор крови из локтевой вены (до введения зонда в условиях тощаковой секреции и на 15-ой минуте после введения стимулятора в условиях стимулированной секреции), также в ходе эксперимента проводился сбор мочи и слюны (дробными часовыми порциями), определяли их объем, рН.
Использовали стимуляторы желудочной секреции: пентагастрин в дозе 6 мкг/кг, гиста-мин ( 0.01 мг/кг) и 10% -отвар сухой капусты объемом 200мл.
Для изучения динамики восстановления исследуемых показателей эксперимент проводился в четыре этапа.
На первом этапе предполагалось изучение показателей в состоянии покоя (фоновые данные), на втором этапе изучались показатели сразу после нагрузки, на третьем этапе анализировались показатели через 1 час отдыха после нагрузки (восстановление продолжительностью 1 час), на четвертом этапе исследовалось восстановление изучаемых показателей после 2 часов отдыха по окончании нагрузки (восстановительный период 2 часа). Между исследованиями фоновых показателей и показателей, полученных после физической нагрузки, был промежуток не менее 7-14 дней.
В качестве физической нагрузки использовалась стандартная велоэргометрическая нагрузка общим объемом 73800 кгм продолжительностью 1 час с частотой педалирования 75
оборотов в минуту. С целью подбора нагрузки у испытуемых был определен показатель максимального потребления кислорода (МПК). Испытуемые выполняли велоэргометрическую нагрузку на уровне 75% от МПК. По данным А.А.Ви-ру (1981), Soffers et. al., (1991) активация гумо-рально-гормональных механизмов при мышечной деятельности начинается при нагрузке не ниже 60% от МПК.
При оценке секреторной деятельности желудка учитывали объем секрета (мл), кислотообразующую, ферментовыделительную функции, выделение неорганических элементов. При изучении кислотообразующей функции желудка определяли концентрацию свободной соляной кислоты (ммоль\л) и ее дебит-час (ммоль\-л\час) методом титрирования и рН-метрии (Е.Ю.Линар., 1968). При анализе ферментовы-делительной функции желудка учитывалась суммарная протеолитическая активность натурального желудочного сока при его исходном рН, а также концентрация (мг/мл) и дебит-час (мг/ час) пепсиногена по методу Хунта в модификации П.И.Сабсая (1966).
В сыворотке крови методом радиоимунно-го анализа с помощью промышленных наборов определяли содержание следующих гормонов: соматотропного, паратиреотропного гормонов, инсулина, гастрина, кальцитонина, а также циклических аденозин и гуанозин монофосфатов. Определение гормонов производили в лаборатории лучевой диагностики Российского научного центра восстановительной травматологии и ортопедии (зав. лабораторией д.м.н. профессор А.А.Свешников).
Результаты собственных исследований
В настоящее время в связи со значительной интенсификацией мышечных нагрузок спортсменов приобретает исключительное значение исследование закономерностей изменения функций в условиях восстановительного периода, а также поиск путей и средств, повышающих эффективность отдыха. В основе процессов восстановления деятельности функциональных систем лежат адаптационные изменения. Установлено, что чем более адаптирована система к воздействию того или иного экстремального фактора, тем меньшие изменения наблюдается в ее деятельности, и, соответственно, тем за более короткий срок данная система придет к оптимальному уровню функционирования после действия данного фактора. Пищеварительная система как одна из систем участвующих в восполнении энергетических, пластических затрат организма в процес-
се адаптации к мышечным нагрузкам характеризуется специфическими изменениями, наблюдающимися как в состоянии покоя, так и при действии мышечной нагрузки, а также после ее действия. (А.А.Плешаков., 1974, Т.Н.Свистун., 1975, К.В.Смирнов., 1990, А.П.Кузнецов., 1985, 1998).
Нами изучена динамика восстановления секреторной функции желудка в условиях стимуляции ее различными раздражителями в течение 2- часового периода последействия физической нагрузки у спортсменов-борцов высокой квалификации.
Исследование секреторной функции желудка у борцов позволило установить наличие специфических изменений в деятельности секреторного аппарата желудка в зависимости от условий его стимуляции. Данные изменения проявляются как в условиях мышечного покоя, так и после часовой интенсивной физической нагрузки. В состоянии относительного мышечного покоя наибольший стимулирующий эффект на секреторную функцию желудка был обнаружен при использования пентагастрина в дозе 6 мкг/ кг. Было отмечено, что в условиях стимуляции желудочных желез пентагастрином показатели ферментовыделительной функции желудка превышали более чем вдвое аналогичные показатели, полученные при использовании в качестве субмаксимальных стимуляторов 10%-отвара сухой капусты и гистамина в дозе 0,01 мг/кг. Использование дозированных велоэргометри-ческих нагрузок у высококвалифицированных спортсменов - борцов позволило выявить зависимость наблюдаемых сдвигов в секреторной деятельности желудка от силы используемого стимулятора.
Так, часовая нагрузка общим объемом 73800 кгм вызывала разнонаправленные сдвиги в секреторной деятельности желудка у спортсменов-борцов при использовании различных стимуляторов желудочных желез. В условиях стимуляции желудочных желез капустным отваром не было выявлено значимых изменений в функциональном состоянии секреторного аппарата желудка.
Дозированная велоэргометрическая нагрузка оказывала ингибирующее влияние на деятельность желудочных желез при использовании в качестве стимуляторов гистамина и пентагастрина. При стимуляции гистамином обнаружили значительное угнетение кислотовыде-лительной (р<0.05) функции желудка, а в условиях стимуляции пентагастрином выявили снижение показателей, характеризующих фер-
ментовыделительную функцию желудка (р<0.05) и объема желудочного сока (р<0.05). Таким образом, установлена зависимость реактивности секреторного аппарата желудка от условий стимуляции желудочных желез при действии физической нагрузки.
Изучение процесса восстановления после физической нагрузки имеет первостепенное значение, ибо именно в восстановительном периоде после действия нагрузки в клетке происходит выраженная активизация генетического аппарата, обеспечивающего развитие адаптации организма к фактору воздействия (Ф.З.Ме-ерсон, Н.Г.Пшенникова., 1988). Изучаемая нами динамика процессов восстановления желудочной секреции после мышечной нагрузки позволила вскрыть некоторые особенности «конструктивного периода». Исследование периода
Динамика восстановления стимулиров
последействия физической нагрузки на секреторную функцию желудка у спортсменов-борцов высокой квалификации в условиях различной стимуляции выявили гетерохронность восстановления различных показателей желудочной секреции.
При стимуляции желудочных желез гиста-мииом через 1 час после действия нагрузки обнаружили снижение показателей, характеризующих ферментовыделительную функцию желудка и значительное угнетение выделения жидкой части секрета. Через 2 часа восстановления установлена тенденция к увеличению показателей объема и протеолитической активности желудочного сока, Валовое выделение пеп-синогена в этих условиях оставалось сниженным (р<0,01) (табл. 1).
Таблица 1
ной желудочной секреции после часовой нагрузки (п=12, М±т)
Исследуемые показатели В условиях покоя После нагрузки Через 1 час после нагрузки Через 2 часа после нагрузки
Объем желудочного сока (мл) 158,7±17,5 138,1 ±17,5 117,1 + 12,4 138,7±17,5
pH 1,1 ±0,03 1,83±0,15** 1,13.±0,07 1,03±0,02
Концентрация HCL (ммоль/л) 74,9±7,4 47,41±8,01* 80,58±8,86 И4,81±5,75
Дебит-час HCL (ммоль/ч) 11,08±2,06 6,47 ±1,67 10,87 ±1,79 12,51±1,87
Концентрация пепсиногена (мкг/мл) 69,5±9,2 163±10 93,1 ±11,8** 94,2±13,1**
Дебит-час пепсиногена (мг/ч) 27,7 ±3,4 21,8±2,3 10,11±1,62** 10,3+1,3**
Протеолитическая активность (мкг/мл) 142,4±7,7 116,1 ±17,7 84,4 ±9,5** 105,5+22,3
Протеолитическая активность (мг/ч) 22,8±2,7 15,5±2,5 10,2±1,8** 15,4±4.7
Примечание: в качестве стимулятора желудочной секреции использовали гистамин дозой 0.01 мг/кг массы тела. * - различия достоверны по отношению к показателям в условиях мышечного покоя р<005; **-р<0.01.
Было установлено, что концентрация пеп-синогена (р<0,01) и протеолитическая активность (р<0.01) в условиях стимуляции желез желудка пентагастрином через 2 часа после действия нагрузки были выше показателей полученных в состоянии мышечного покоя. Выделение жидкой части секрета оставалось значительно сниженным (р<0.05) (табл. 2).
Применение 10%-отвара сухой капусты в качестве субмаксимального стимулятора желудочной секреции через 2 часа после действия нагрузки не выявило значимых изменений в функционировании желудочных желез.
Учитывая, что многофункциональная деятельность желудочно-кишечного тракта коррек-
тируется через различные контуры регуляции (П.К.Климов., 1983, В.Т.Ивашкин., 1987, А.П.Кузнецов., 1998) мы попытались проследить влияние часовой нагрузки на концентрацию СТГ, ПТГ, КТ, инсулина, гастрина, цАМФ, цГМФ в сыворотке крови. Исследовали также содержание данных гормонов и циклических нукпеотидов в течение 2-часового периода последействия нагрузки (табл.3).
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что изменения секреторной функции желудка сочетаются со специфическими сдвигами в механизмах регуляции желудочной секреции. В покое стимуляция желудочной секреции пентагастрином вызывала
Таблица 2
Динамика восстановления стимулированной желудочной секреции после часовой велоэргометрической нагрузки (п=12, М ± m)
Исследуемые показатели В условиях покоя После нагрузки Через I час после нагрузки Через 2 часа после нагрузки
Объем желудочного сока (мл) 190,8 ±9,9 133, 08±11,22* 109,1 ±12.6* 109,71 ±11,59*
рН 1,31 ±.0,18 1,33 ± 0,11 1,34 ±0,09 1,46±0,0]
Концешрация Н^ (ммоль/л) 66,2 ±9,5 69,01 ±8, 16 61,81±7,04 59,3 ±7,8
Дебит-час Н^ (м мо ль/ч) 13,21±1,77 9, 23 ±1,31 6,65±1,13* 7,29 ±1,03*
Концентрация пепсиногена (мкг/мл) 426,8 ±32,2 505,8 ±104,2 560,1±13,9* 813,11 ±90,4**
Дебит-час пепсиногена (мг/ч) 81,71±9,05 50,9±13,9 71,1 ±13,9 78,5 ±9,7
Протеолитическая активность (мкг/мл) 395,7 ±52,2 231,4 ±47,5 457,7 ±71,1 906,11 ±73 7**
Протеолитическая активность (мг/ч) 74,6±12,1 32,31 ±7,07* 51,4 ±11,1 98,2±12,6
Примечание: в качестве стимулятора использовали пентагастрин в дозе 6 мкг/кг массы тела * - различия достоверны по отношению к показателям в условиях мышечного покоя р<0,05; **-р<0,01
увеличение концентрации соматотропина, па-ратгормона, цАМФ. Параллельно данным изменениям наблюдалось достоверное увеличение валового выделения соляной кислоты, концентрации пепсиногена, протеолитической активности желудочного сока. Изучая корреляционные взаимоотношения концентрации исследуемых гормонов, циклических нуклеотидов и показателей желудочной секреции, обнаружили тесную корреляционную связь между содержанием цГМФ и объемом желудочного сока (г=0,59, р<0,05). В условиях стимуляции желудочной секреции гистамином обнаружили увеличение концентрации паратгормона и цГМФ в сыворотке крови. Параллельно увеличению показателей валового выделения соляной кислоты и протеолитической активности желудочного сока наблюдали повышение содержания со-матотропина и циклических нуклеотидов в условиях стимуляции капустным отваром.
Выполнение нагрузки вызывало увеличение содержания паратгормона в условиях стимуляции желудочной секреции гистамином и капустным отваром, цГМФ - при стимуляции пентага-стрином. Было обнаружено снижение концентрации инсулина при стимуляции гистамином и капустным отваром, цАМФ- в условиях стимуляции пентагастрином. Изменение содержания исследуемых гормонов в сыворотке крови при стимуляции желудочной секреции пентагастрином сочетались со значительным снижением
показателей валового выделения пепсиногена и протеолитической активности.
Изучение восстановительного периода обнаружило снижение концентрации соматотрони-на, паратгормона, циклического аденозин- и гу-анозинмонофосфата через 1 час после действия нагрузки в условиях стимуляции пищеварительных желез пентагастрином. Параллельно наблюдалось уменьшение объема желудочного сока и валового выделения соляной кислоты. В данных условиях обнаружена обратная корреляционная связь между содержанием цАМФ в сыворотке крови и валовым выделением пепсиногена (г=-0.78, р<0.01). Выявленные корреляционные взаимоотношения свидетельствуют о том, что в условиях физической нагрузки функциональная активность желудочных желез тесно связана с изменением гормонов и циклических нуклеотидов в плазме крови.
При стимуляции желудочной секреции гистамином в условиях последействия физической нагрузки через 1 час, было отмечено снижение содержания паратгормона. Показатели объема желудочного секрета и ферментовыделитель-ной функции желудка в этих же условиях оставались достоверно низкими. Через 2 часа последействия нагрузки на фоне восстановления до исходного уровня концентрации соматотро-пина, кальцитонина. инсулина, циклических нуклеотидов в сыворотке крови оставались сниженными показатели концентрации пепси-
Таблица 3
Динамика восстановления содержания гормонов и циклических нуклеотидов в сыворотке крови в условиях стимулированной желудочной секреции после часовой велоэргометрической нагрузки
(П=12, М± т)
Исследуемые показатели В условиях покоя После нагрузки Через 1 час после нагрузки Через 2 часа после нагрузки
В качестве стимулятора желудочной секреции использовали 10% -отвар сухой капусты
СТГ (нг/мл) 1,72 ±0,04 1,67± 0,05 1,69 ± 0,03 1,75± 0,05
Кальцитонин (нг/мл) 132,4± 1,19 128,4±1,64 130,8±1,03 133,7±1,22
Паратгормон (нг/мл) 0,73 ± 0,004 0,77 ± 0,007" 0,75 ± 0,003 0,72 ± 0 02
цАМФ (пмоль/мл) 14,8 ± 0,19 15,3 ± 0,19 14,98 ± 0,61 14,6 ± 0,17
цГМФ (пмоль/мл) 1,86± ,008 1,84± 0,006 1,84± 0,008 1,87± 0,07
Инсулин (Мед/мл) 19,2 ± 0,2 18,65 ± 0,08* 18,8± 0,1 19,3 ± 0,19
Г'астрин (пг/мл) 27,4 ± 2,5 26,8± 0,4В 27,24 ± 0,48 27,7 ± 0,47
В качестве стимулятора желудочной секреции использовали гистамин в дозе 0,01мг/кг
СТГ (нг/мл) 1,72 ± 0,1 1,66 ± 0,1 1,81 ± 0,11 1,94± 0,1
Кальцитонин (нг/мл 123,3± 1,82 118,4 ± 2,5 129,4± 2,16 132,7±3,01
Паратгормон (нг/мл) 0,743± 0,04 1,18± ,05*** 0,98 ± 0,04** 0,84 ± 0,03
цАМФ (пмоль/мл) 17,11± 1,02 19,4 ±1,13 16,61± 0,49 16,2± 0,97
цГМФ (пмоль/мл) 1,89± 0,03 1,73± 0,02** 1,91 ± 0,03 2,06±0,08
Инсулин (Мед/мл) 20,4 ± 0,67 15,4±0,42*** 17,3 ± 1,41 21,8± 0,66
Гастрин (пг/мл) 19,3± 2,1 32,5 ± 4,2* 22 ,4 ± 1,5 21,5 ±1,57
В качестве стимулятора ж пентагаст селудочной секреции использовали рин в дозе 6 мкг/мл
Соматотропин (иг/мл) 3,35 ± 0,17 2,77± 0,61
Кальцитонин (нг/мл) 141,01±1,5 9 134,4 ± 9,82 128,7± 7,6 133,4±7,06
Паратгормон (нг/мл) 1,34 ± 0,15 1,08 ± 0,18 0,53±0,09*** 0,9 ± 0,16
цАМФ (пмоль/мл) 18,8± 0,22 16,8± 0,46** 16,8 ± 0,49** 16,5± 0,4**
цГМФ (пмоль/мл) 4,51 ± 0,04 6,41±0,23*** 6,5 ± 0.24*** 5,6 ± 0,6
* - различия достоверны по отношению к показателям р<0,001
ногена и протеолитической активности желудочного сока.
После 2 часов восстановительного периода в условиях стимуляции желудочных желез пентагастрином обнаружили восстановление концентрации соматотропного гормона, в то время как содержание цАМФ оставалось сниженным (р<0.01). Через 2 часа после выполне-
в условиях мышечного покоя р<0,05, ** -р<0,01; ***-
ния нагрузки наблюдалось восстановление исследуемых показателей желудочной секреции за исключением объема желудочного сока (р<0.05). При стимуляции желудочной секреции капустным отваром не было обнаружено значимых изменений в содержании исследуемых гормонов и циклических нуклеотидов в условиях последействия нагрузки.
Таким образом, выявленные изменения в секреторной деятельности желудка у высококвалифицированных спортсменов в условиях относительного мышечного покоя и действия нагрузки зависят от используемого стимулятора и включения соответствующего контура регуляции желудочной секреции. Период последействия нагрузки выявил наличие гетерохрон-ности восстановления изучаемых показателей желудочной секреции.
Проведенные исследования позволяют полагать, что адаптация секреторной функции желудка к мышечной нагрузке и восстановительный период се последействия обеспечивается комплексом нейрогуморальных механизмов, направленных на обеспечение повышенных энерготрат у лиц с высоким уровнем повседневной двигательной активности.
ВЫВОДЫ
1.У борцов высокой квалификации период последействия физических нагрузок характеризуется гетерохронностью восстановительных реакций различных показателей желудочной секреции. Неодновременность восстановления механизмов секреции различных ингредиентов желудочного сока обусловлена адаптированно-стью организма к мышечной нагрузке и уровнем повседневной двигательной активности.
2. Механизмы секреции различных ингредиентов желудочного сока у высококвалифицированных спортсменов- борцов обладают различной устойчивостью к угнетающему действию интенсивной физической нагрузки.
3. В условиях мышечного покоя и после выполнения физических упражнений обнаруже-
ны различия в ответных секреторных реакциях желудка при использовании различных по силе воздействия стимуляторов желудочных желез. Наибольшие секреторные сдвиги происходят при введении пентагастрина, меньшие - при введении гистамина, незначительные - при действии капустного отвара.
4. Восстановительный период после физической нагрузки характеризуется различной реактивностью желудочных желез в ответ на введение этих стимуляторов желудочной секреции. После выполнения физической нагрузки максимальное ферментовыделение желудочного сока в восстановительном периоде по отношению к фоновым данным отмечено при введении пентагастрина. Незначительные изменения выявлены при использовании капустного отвара и минимальный секреторный ответ установлен при действии гистамина.
5. Последовательность восстановления секреции различных компонентов желудочного сока определяется устойчивостью механизма их секреции к действию нагрузки: в первую очередь восстанавливаются показатели протеоли-тической активности, концентрации пепсиноге-на, и далее, соответственно, соляной кислоты и жидкой части секрета.
6. Изменения обнаруженные в деятельности желудочных желез сопряжены с нейрогумо-ральными сдвигами. Восстановление концентрации соматотропного, паратиреотропного гормонов, кальциотонина, инсулина, гастрина, циклических аденазин и гуанозинмонофосфата после введения стимуляторов отмечено через 2 часа последействия нагрузки.
Литература
1. Плешаков А.А. Желудочная секреция у спортсменов: - Автореф. дис. ...докт. биол. наук. -Ярославль. 1974. -42 с.
2. Пропастин Г.Н. Клинико-физиологическое обоснование применения лечебной физической культуры при
заболеваниях желудка: - Автореф. дис. ...докт. мед. наук. -М., 1969. -39 с.
3. Кузнецов А.П. Возрастная спортивная гастроэнтерология. - Челябинск, 1985. -100 с.
4. Кузнецов А.П., Свешников А.А., Офицерова Н.В. Желудочная и поджелудочная секреция у человека в условиях
эмоционального стресса //XIV Всесоюзн. конференция по физиологии пищеварения и всасывания: Тез. докл. - Тернополь, 1986. - С. 170.
5. Виру А.А., Колликорн А.П., Томсон К.Э. и др. Изменения концентрации тропных гормонов гипофиза при
длительных лыжных переходах // Эндокринные механизмы регуляции приспособления организма к мышечной деятельности: тез. докл. - Тарту, 1980. - С. 3-8
6. Виру А.А., Карельсон К.М., Порт К.М., Смирнова Т.А., Гендзегольские Ж.Л. // Закономерности гормональных
изменений при срочной адаптации к физическим упражнениям / «Комплексная диагностика и оценка функциональных возможностей деятельности высококвалифицированных спортсменов. Тез. докл. Всесо-юз. науч. конф. 11-14 окт. 1990 г. - Москва, 1990. - С. 32-36.
7. Свистун Т.И. Секреция пищеварительных желез во время мышечной деятельности. - Киев: Наукова думка,
1975. -222 с.
8. Сабсай Б.Н. Сравнительная оценка некоторых методов определения протеолитической активности
желудочного сока \\ Бюлл. эксперим. биологии и медицины. -1966. -т.52. -№9. -С.117-120.
9. Смирнов К.В. Пищеварение и гипокинезия. - М., Наука, 1990. - 224 с.
10. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. - [М., 1988. -256 с.
11. Климов П.К. Пептиды и пищеварительная система. - Л.: Наука, 1983. - 271 с.
12. Ивашкин В.Т., Васильев В.Ю., Северин Е.С. Уровни регуляции функциональной активности органов и
тканей. - Л. : Наука, 1987. - 267 с.
