CC BY
21ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ДИАПАЗОНОВ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В СПОРТЕ (НА ПРИМЕРЕ ЛЕГКОЙ АТЛЕТИКИ)
Н. В. Кочерина, Н. В. Шведова,
Республиканский научно-практический центр спорта
Аннотация
В статье рассмотрены результаты исследований биохимических показателей крови у высококвалифицированных спортсменов-легкоатлетов. Показан расчет индивидуальньх уровней биохимических показателей за полный тренировочный сезон по периодам подготовки. На основании анализа литературных источников и полученных практических результатов подчеркивается важность и актуальность данного исследования
в области спорта Применены основные принципы интерпретации результатов биохимического обследования у спортсменов.
POSSIBILITY OF USING INDIVIDUAL RANGES OF BIOCHEMICAL
INDICATORS IN SPORTS ON THE EXAMPLE OF ATHLETICS
Abstract
The article reviews the results of research of biochemical blood indicators in highly qualified track, and field athletes. Calculation of individual levels of biochemical indicators for the full training season, which is divided into preparation periods, is shown. Based on the analysis of literary sources and the practical results obtained, the importance and relevance of this research in the field of sport is emphasised. The basic principles of interpretation of biochemical examination results of athletes have been applied.
Введение
В лабораторной диагностике всё большее распространение получает подход, согласно которому наиболее значимыми и эффективными параметрами оценки общей и специальной подготовленности для каждого спортсмена следует считать стабильные сдвиги биохимических показателей, полученных под воздействием тренировок на протяжении многолетней циклической подготовки.
Физическая нагрузка является одним из определяющих факторов, который может влиять на результаты лабораторных тестов. Физическое напряжение приводит к объёмному сдвигу между сосудистым руслом и межклеточным пространством, потере жидкости с потом и, как следствие, к изменению концентрации многих аналитов. Физическая нагрузка большого объема и высокой интенсивности может вызвать чрезмерное повышение уровня некоторых ферментов (АЛТ, АСТ, креатинкиназы), изменение концентрации различных субстратов крови (глюкоза, мочевина и др.).
Такой подход ориентирует специалиста на более осторожное отношение к использованию общепринятых в клинической практике физиологических величин нормы, указывая на необходимость их интерпретации с учетом воздействия физических нагрузок на организм спортсмена, а также тех факторов, которые могут влиять на результаты лабораторных исследований (например, особенности построения тренировочного режима, длительные переезды для участия в соревнованиях, рацион питания) [1, 2].
Поэтому существует целый ряд причин, по которым результаты анализа могут выйти за пределы установленного диапазона физиологических значений, даже если человек абсолютно здоров.
Однако следует помнить, что результаты, входящие в индивидуальный диапазон, не всегда являются нормой. И, напротив, результаты, выходящие за пределы общепринятых в клинической практике физиологических значений, не всегда патология, а лишь существенный прогностический признак, способный сигнализировать о возможности развития патологического процесса либо о неблагоприятном воздействии тренировочных нагрузок на организм спортсмена.
В статье приводятся возможности использования индивидуальных диапазонов биохимических показателей в оценке состояния организма спортсмена в течение каждого периода тренировочного цикла на примере легкой атлетики.
Цель исследования - оценка функционального состояния и физической работоспособности легкоатлетов на основании установленных индивидуальных диапазонов биохимических показателей крови.
Методы и организация исследования
В ходе исследования изучалась индивидуальная динамика биохимических показателей крови у спортсменов-легкоатлетов в течение всего тренировочного цикла. Обследования выполнялись во время учебно-тренировочных сборов национальной команды по легкой атлетике.
Под наблюдением находились 4 спортсмена национальной команды и ближайшего резерва по легкой атлетике (2 женщины, 2 мужчины). Спортсменки специализируются в беге на длинные дистанции (от 5000 м до марафона) и имеют квалификацию МСМК, спортсмены - в беге на средние дистанции (800, 1500 м), квалификация - МС. Забор крови для проведения биохимического анализа проводился во время различных периодов годичного цикла подготовки в течение учебно-тренировочных сборов с 2016 по 2020 год.
Определение биохимических показателей осуществлялось кинетическим методом с использованием стандартных наборов реактивов ООО «АнализМедПром» (Республика Беларусь) и полуавтоматического биохимического анализатора «SOLAR» (Республика Беларусь). В сыворотке капиллярной крови определяли концентрацию
мочевины, активность ферментов креатинфосфокиназы (КФК), аспартат- и аланинаминотрансфераз (АСТ и АЛТ).
Для расчета индивидуальных норм биохимических показателей использовали возможности программного пакета MC Excel.
Результаты исследований и их обсуждение
Биохимические сдвиги, характеризующие повышение напряжения в клетках миокарда и мышечной ткани спортсменов, механизмы долговременной адаптации сердечно-сосудистой системы к нагрузкам различной направленности связаны, в первую очередь, с переорганизацией метаболических процессов, что согласуется с принципом преимущественного структурного обеспечения систем, доминирующих в процессе адаптации [2-4].
Если не принять меры по нормализации состояния спортсмена, восстановление может иметь затяжной характер. Подобное повышение биохимических показателей крови, сохраняющееся длительное время, свидетельствует о неадекватности применяемых нагрузок функциональным возможностям спортсмена и неготовности его к выполнению повышенного объёма тренировочных нагрузок. После снижения объема или интенсивности тренировочных нагрузок на завершение восстановительных процессов требуется около суток.
При рассмотрении данных биохимических анализов крови отдельных спортсменов в динамике видно, что диапазоны колебаний и индивидуальные нормы исследуемых параметров для спортсменов могут значительно превышать пределы общепринятых физиологических норм и изменяться в различные периоды тренировочного цикла (рисунки 1-4).
Согласно плану тренировок и общим принципам составления годичного цикла нагрузка возрастала от общеподготовительного этапа подготовки к специальному и снижалась к предсоревновательному. При рассмотрении графиков можно отметить общую для всех спортсменов тенденцию: значения измеряемых показателей увеличиваются в начале каждого периода подготовки. Это объяснимая реакция организма, сопровождающаяся каскадом физиологических процессов, направленных на развитие адаптации к меняющимся в этот момент тренировочным нагрузкам (происходит либо увеличение объема и интенсивности нагрузок, либо полное изменение тренировочной программы), в дальнейшем измеряемые показатели несколько снижались, что свидетельствовало о процессах адаптации организма спортсменов к тренировочной деятельности.
Сезон 2015/2016
1000
о -
1 2 3 4
Период подготовки
Инд. норма min Инд. норма max
Физ. норма min Физ. норма max
Сезон 2015/2016
60
ш 40 JJJ-L .
| 20 i^^ vvVi
0 -
1 2 3 4
Период подготовки Инд. норма min Инд. норма max
Физ. норма min Физ. норма max
1 - общий этап подготовительного периода подготовки; 2 - специальный этап подготовительного периода подготовки; 3 - предсоревновательный период подготовки; 4 - соревновательный период подготовки.
Рисунок 1 - Показатели мочевины, КФК, АСТ и АЛТ в течение сезона 2015/2016 года у спортсмена № 1 (женщина, МСМК, длинные дистанции,
участник ОИ)
Одним из основных показателей, отражающих скорость восстановления и соответствие выполненной нагрузки функциональному состоянию организма, является концентрация мочевины. У всех спортсменов индивидуальные диапазоны измерений данного показателя не выходили за пределы физиологической нормы и составили в среднем от 4,07 до 6,49 ммоль/л. Наибольшие значения мочевины отмечались в течение специально-подготовительного периода, во время предсоревновательного и соревновательного - несколько снижались, что наиболее заметно по графику спортсменов № 1 и № 2. Учитывая, что спортсмены специализируются в беге на длинные дистанции, это могло свидетельствовать о значительной нагрузке во время подготовительного периода и необходимости более длительного времени для восстановления после участия в соревнованиях.
Сезон 2015/2016
.й
5 10
ГО 5
I
S
m
щ 0 о
JL
•
2 3 4
Период подготовки
■Инд,норма min •Физ.норма min
■ Инд.норма max •Физ,норма max
Сезон 2015/2016
и <
60 40 20 0
2 3 4
Период подготовки
— Инд. норма тах —Физ, норма тах
-Инд. норма min ■Физ, норма min
Сезон 2017/2018
600
I z ^^ vA
0
1 2 3
Период подготовки — Инд, норма min — Инд, норма max Физ. норма min Физ. норма max
Сезон 2017/2018
60
|= 20 ^^^^ --*
о
1 2 3
Период подготовки
Инд. норма min Инд. норма max
Физ, норма min Физ. норма max
1 - общий этап подготовительного периода подготовки; 2 - специальный этап подготовительного периода подготовки; 3 - предсоревновательный период подготовки; 4 - соревновательный период подготовки.
Рисунок 2 - Показатели мочевины, КФК, АСТ и АЛТ в течение сезона 2017/2018 года у спортсмена № 2 (женщина, МСМК, длинные дистанции)
Наибольший диапазон различий индивидуальных норм наблюдается по изменениям активности КФК. При этом превышение физиологических норм - значительное, особенно у спортсмена № 4: максимальная индивидуальная норма составила 740,86 Е/л. Учитывая специализацию спортсмена - средние дистанции (1500 м), можно предположить, что такие изменения обусловлены выполнением большого объема тренировок силовой направленности или интенсивных беговых тренировок в течение общеподготовительного этапа.
Особенности изменения активности КФК во многом детерминированы генетически, но эффективность ее реализации в значительной мере зависит от уровня тренированности организма, с ростом которого увеличивается мощность окислительного ресинтеза АТФ в мышцах. Именно этим фактом может объясняться то, что индивидуальные нормы активности КФК для спортсменов, специализирующихся в беге на длинные дистанции, несколько ниже, чем для спортсменов-средневиков.
5
§ 10
LÜ
Ol У
о 0
Сезон 2017/2018
V ч
1 2 3
Период подготовки ■ Инд. норма min Инд. норма max
■Физ. норма min Физ. норма max
Сезон 2017/2018
60
40
и 20
=i 7V =4
г* И
1
2 3
Период подготовки
■ Инд. норма min
■ Физ. норма min
■Инд. норма max ■ Физ. норма max
300 =1 200 в
ft
100
Сезон 2017/2018
i Ayу/V
Период подготовки ■ Инд. норма min Инд. норма max
■Физ. норма min
■Физ. норма max
Сезон 2017/2018
50
40
=1 ш 30
Н 20
5 10
0
1 2 3
Период подготовки
■Инд. норма min ■Физ. норма min
■Инд. норма max ■Физ. норма max
1 - общий этап подготовительного периода подготовки; 2 - специальный этап подготовительного периода подготовки; 3 - предсоревновательный период подготовки; 4 - соревновательный период подготовки.
Рисунок 3 - Показатели мочевины, КФК, АСТ и АЛТ в течение сезона 2017/2018 года у спортсмена № 3 (мужчина, МС, средние дистанции)
При рассмотрении графиков, отражающих активность ферментов КФК, АСТ и АЛТ в разные периоды подготовки, обращает на себя внимание в первую очередь взаимосвязанное повышение активности исследуемых ферментов, выходящее за пределы физиологической нормы. У спортсменов № 1 и № 4 особенно видна такая тенденция в течение общеподготовительного периода, а у спортсменов № 2 и № 3 - во время соревновательного и предсоревновательного.
Гиперферментемии возникают в результате биохимических изменений, вызванных в клетках интенсивной или очень длительной работой мышц, следствием чего является изменение проницаемости клеточных мембран. Для гиперферментемий, вызванных физическими нагрузками, характерна кратковременность, быстрое возвращение к норме во время отдыха. Затяжные гиперферментемии свидетельствуют о чрезмерности величины тренировочных воздействий.
Учитывая, что высокая активность КФК в крови обусловлена выходом этого фермента из миоцитов вследствие их повреждения либо нарушения проницаемости клеточных стенок, это может быть
неблагоприятным фактором, снижающим работоспособность, а также лимитирующим успешность выступлений на соревнованиях [4].
Однако использование КФК в качестве маркера состояния переутомления имеет некоторые трудности в связи с высокой индивидуальной вариативностью этого показателя [1, 5-7]. Поэтому авторы ряда исследований предлагают в качестве ориентиров нормальных значений КФК использовать интервал 100-250 Ед/л и обязательно учитывать индивидуальную вариацию значений этого фермента [6].
1 - общий этап подготовительного периода подготовки; 2 - специальный этап подготовительного периода подготовки; 3 - предсоревновательный период подготовки; 4 - соревновательный период подготовки.
Рисунок 4 - Показатели мочевины, КФК, АСТ и АЛТ в течение сезона 2017/2018 года у спортсмена № 4 (мужчина, МС, средние дистанции)
Необходим комплексный анализ активности ферментов в крови, так как повышенная активность КФК совместно с АСТ и АЛТ может указывать не только на повреждение клеток поперечно-полосатой мускулатуры, но и на повреждения кардиомиоцитов и гепатоцитов, так как именно в этих клетках содержится большая концентрация ферментов АСТ и АЛТ соответственно. Такое повышение, наблюдаемое у спортсменов № 2 и № 3 во время предсоревновательного и соревновательного периодов подготовки, могло свидетельствовать
о недостаточной подготовленности организма спортсменов к выполнению нагрузок, предлагаемых в течение этих периодов, а также о необходимости более длительного времени для восстановления. Если для спортсмена № 2 такое повышение можно объяснить особенностями специализации (длинные дистанции), так как после длительных соревновательных нагрузок активность АСТ может возрастать в 10 раз и более, то для специализации спортсмена № 3 (средние дистанции) данное повышение несвойственно [1, 8].
Повышение активности ферментов в течение обще- и специально-подготовительного периодов, наблюдаемое у спортсменов № 1 и № 4, могло быть обусловлено тем, что аминотрансферазы играют центральную роль в белковом обмене, а именно они катализируют реакции трансаминирования аминокислот. Учитывая большой объем и интенсивность нагрузок в эти периоды, можно предположить, что повышенная активность АСТ и АЛТ у спортсменов обусловлена высокой интенсивностью белкового обмена, поскольку нагрузки способствуют активации синтеза белка в работающих мышцах, в том числе сердечной.
Факт повышения активности только АЛТ может расцениваться двояко: в первую очередь, это признак поражения клеток печени, во вторую, это признак активации глюкозоаланинового шунта, а его активация служит для компенсации состояния гипогликемии. На графиках видно, что индивидуальные нормы активности АЛТ не превышают физиологических у всех спортсменов. Однако на графиках спортсменов № 2 и № 3 видна тенденция к некоторому повышению активности фермента АЛТ в течение предсоревновательного и соревновательного периодов. Такие изменения могут быть обусловлены не только повреждением гепатоцитов, но и развитием гипогликемии, обусловленной длительными физическими нагрузками или несбалансированностью рациона питания [3].
Заключение
Исследование биохимических показателей позволяет оценить переносимость тренировочных нагрузок, своевременно выявлять чрезмерность тренировочных воздействий на определенные системы организма и вносить предложения по коррекции индивидуальных тренировочных программ. Кроме того, современные методы лабораторных исследований характеризуются высокой чувствительностью и специфичностью, а потому их результаты, отражая состояние здоровья спортсмена, могут служить основанием для принятия тренером решений по построению и коррекции тренировочного процесса.
Приведённые примеры свидетельствуют о том, что для адекватной оценки результатов лабораторных тестов, а также последующего принятия решений в отношении спортсмена необходим комплексный подход, учитывающий всё многообразие факторов, которые могут влиять на полученные данные.
В целом можно сделать вывод, что чрезмерно повышенные биохимические показатели свидетельствовали о возникновении переутомления вследствие формирования состояния стресса, вызванного чрезмерными тренировочными нагрузками. Как правило, это сопровождается истощением адаптационного резерва организма, что в дальнейшем приводит к длительному снижению работоспособности и ухудшению результатов соревновательной деятельности. Поэтому, планируя годичный цикл подготовки спортсмена, необходимо руководствоваться не только общими педагогическими принципами построения тренировочного процесса и уровнем мастерства спортсмена, но и учитывать индивидуальные особенности и резервные возможности организма спортсмена, а для этого необходим динамический биохимический мониторинг на каждом этапе подготовки с разработкой индивидуальных норм показателей крови, обуславливающих общую и специальную работоспособность, развитие адаптационных возможностей организма.
Список использованных источников
1. Афанасьева, И.А. Синдром перетренированности у спортсменов: эндогенная интоксикация и факторы врожденного иммунитета / И.А. Афанасьева, В.А. Таймазов / / Ученые записки ун-та им. П.Ф. Лесгафта. - 2011. - № 12 (82). - С. 24-30.
2. Оценка функционального состояния и процессов адаптации организма высококвалифицированных спортсменов под влиянием тренировочных нагрузок на основе динамики показателей морфологического состава крови: пакт. пособие / А.И. Нехвядович [и др.]. - Минск, 2020. - 64 с.
3. Северин, Е.С. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 768 с.
4. Variable distributions of serum creatine kinase reference values/ Relationship to exercise activity / G.A. Nicholson [et al.] // J Neurol Sci. -1985. - № 71. - Р. 233-245.
5. Aspenes, S.T. Exercise-training intervention studies in competitive swimming / S.T. Aspenes, T. Karlsen // Sports Med. - 2012. - № 42. -Р. 527-543.
6. Zhu, Y. Effect of different training time and loads on the metabolism of carbohydrate, fat and protein / Y. Zhu, J. Shi, Y. Shang. -1997. - № 13 (3). - Р. 202-204.
7. Hartmann, U. Training and overtraining markers in selected sport events / Тренировочные и перетренировочные маркеры в отдельных спортивных мероприятиях / U. Hartmann, J. Mester / / Med Sci Sports Ex. - 2000. - № 32 (1). - Р. 209-215.
8. Glutamine, exercise and immune function: links and possible mechanisms / N. P. Walsh [et al.] // Sports Medicine. - 1998. - № 26. -P. 177-191.
09.11.2020
