Биохимия и иммунология физической тренировки юных дзюдоистов высокой квалификации

Молекулярная основа большинства физиологических механизмов является комплексной. Надо полагать, что применительно к биологическим системам законы биохимии и иммунологии регулируют функциональное состояние, в том числе под воздействием нагрузок в спорте [5,12,13,14,16].

Спортивная тренировка изменяет метаболические реакции организма, в том числе активность ферментов, способность к окислению липидов, антиокислительную активность (АОА) плазмы крови, клеточное и гуморальное звено иммунитета, лизосомальную активность моноцитов и нейтрофилов и др. В конечном итоге, изменяется метаболизм в процессе мышечной деятельности, цена адаптации, фазность процессов ее формирования и защитные эффекты адаптации [11].

Социально значимым является применение механизмов долговременной адаптации для достижения высокой спортивной результативности, повышения резистентности к иммунотропным патологическим агентам и предупреждения многих соматических, неинфекционных заболеваний. Ключевой идеей исследования явились адаптивные изменения в организме юных спортсменов при блочном построении тренировочного процесса. Обследованию подверглись дзюдоисты 16-18 лет спортивной квалификации КМС (12 человек) и мастера спорта (6 человек). Исследования проводились в сентябре, декабре, марте и мае 2004-2005 гг. Объем, интенсивность, характер и направленность нагрузок микро- и макроциклов описаны нами ранее [6].

В период подготовки к социально-значимым соревнованиям (декабрь, март, май) отмечалась существенная интеграция свободно-радикальных процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), сопровождаемая выраженными сдвигами как изопропанол, так и гептанрастворимых фракций, наблюдалась положительная корреляционная зависимость (г = 0,76, Р < 0,01). Внутрисистемные связи ПОЛ гептан 1 и 2 равнялись г = -0,70. В этих методиках связи между показателями 1 и 2 составляли г = 0,90.

Изменение фосфолипидов на всех этапах исследования (ПОЛ-изопропанол 1,2) превосходили показатели контрольной группы. Особенно заметные изменения отмечались в содержании ПОЛ-изопропанол 2. Наибольшие значения ПОЛ были в период напряженных мышечных и психоэмоциональных воздействий (март, май) при подготовке к социально-значимым, главным соревнованиям года (табл. 1).

Таблица 1

Метаболизм на этапах непосредственной подготовки юных дзюдоистов

Показатели	к социально-знг Сентябрь (М±т)	учимым соревно Декабрь (М±т)	ваниям Март (М + т)	Май (М±т)	Контроль
Средние молекулы (биурет) -оптическая плотность на мл плазмы	0,118 ± 0,010 1 и2 <0,05	0,156 ± 0,010 2иЗ <0,01	0,208 + 0,010 3 и 4 <0,05	0,185 ± 0,010	0,180 ± 0,020
Средне-молекулярные пептиды (лоури) усл. ед. (750 н.м.)	0,606 ± 0,070	0,680 ± 0,040	0,545 ± 0,020	1,296 ± 0,210	0,3-0,6
ПОЛ (гептан 1), окислитель индекса (отн. ед.)	1,120 ± 0,524	1,112 + 0,306	0,650 + 0,120	0,710 ± 0,080	0,80-0,95
ПОЛ (гептан 2), (отн. ед.)	0,336 ±0,120 1 и2< 0,05	0,580+0,130 2иЗ< 0,01	0,130 ± 0,050	0,220 ± 0,040	0,80-0,95
ПОЛ-изопропанол 1. Е292/220	0,520 ± 0,040	0,240 ± 0,010	0,550 ± 0,080	0,610 ± 0,040	0,30-0,40
ПОЛ- изопропанол 2. Е278/Е220	0,340 ± 0,050	0,520 ± 0,960	0,360 ± 0,080	0,480 ± 0,090	0,18-0,25
Окисляемость липидов - в % к исходному приросту	440,36 ± 86,43	И 8,50 ± 25,45	170,13 ± 29,42	164,80 + 30,08	_

Актуальные проблемы здравостроения.Двигательная активность. Образование. Спорт____________________

Окончание табл. 1

Креатинфосфокиназа (МЕ/ мл)	19,01 ± 3,24	18,02 + 2,23 2иЗ <0,05	32,60 ± 4,51	42,36 ± 5,93 2 и 4 <0,01	До 20 Ме/мл
Потребление глюкозы эритроцитами мл на 1 мл эритроцитов за 2 часа	0,930 ± 0,020 1 и2 < 0,001	1,160+ 0,020	1,14 + 0,040 1 иЗ <0,01	1,99 ± 0,050
Антиокислительная активность	1600,46 ± 520,42	992,60 ± 290,31	2340,62 ± 580,42	1292,81 ± 430,61	—

Анализ результатов метаболизма позволяет заключить, что показатели юных дзюдоистов существенно не различались от взрослых. В зависимости от стресс-воздействий на этапах макроцикла (Мц) наблюдались различные показатели. Значительное повышение перекисных метаболитов в мембранах, особенно в начале макроцикла, по-видимому, связано с усилением процессов самообновления клеточных структур, что обусловлено спецификой нагрузок втягивающего макроцикла. Окислительное фосфорилирование достоверно увеличивалось к главным соревнованиям года (март/май). Окислительное фосфорилирование является процессом, при котором синтез АТФ происходит в результате транспорта электронов от ФАДН₂ и НАДН к молекулярному кислороду [13].

Липидные источники являются важными энергетическими субстратами для метаболизма скелетных мышц при выполнении упражнений на специальную выносливость, что характерно для схваток в дзюдо. Окисляемость липидов по этапам МЦ снижалась, а потребление глюкозы эритроцитами возростало. Результаты исследований G.A. Reichara et. al. [19], С.A. Sanders et. al. [20], J. Wahren et. al. [21], показали, что потребление глюкозы скелетными мышцами при физических нагрузках возрастает.

Показатели фосфолипидов на всех этапах исследования (ПОЛ-изопропанол 1,2) значительно превосходят данные контрольной группы. Умеренная активация ПОЛ способствует повышению эффективности работы ионных насосов мембран и устойчивой гиперфункции миокарда при гипоксии [4]. Динамика измерений активации ПОЛ зависела от уровня адаптоспособности юных дзюдоистов к выполненным нагрузкам. Более чем двукратное повышение активности КФК в майский этап подготовки свидетельствует о дестабилизации мембранных структур мышечной ткани. Можно полагать, что КФК объективно отражает адекватность объема физической нагрузки индивидуальному функциональному состоянию спортсмена и является одним из критериев адаптоспособности.

Для биологически активных соединений (простагландины) исходным продуктом синтеза служит арахидоновая кислота, которая синтезируется в полиморфноядерных лейкоцитах и является участником воспалительного процесса [8]. Арахидоновая кислота -составноая часть фосфолипидов, локализуется в мембранах клеток. В результате окисления арахидоновой кислоты образуются соединения - эйкозеноиды, регулирующие образование глюкозы, участвующие в механизмах выработки и выделения инсулина, в процессах гликолиза, в регуляции лютеолиза, функций аденогипофиза, сокращении мышц, в процессах свертывания крови и воспаления.

Динамика содержания средних молекул плазмы крови также симватна применяемым мышечным и психоэмоциональным воздействиям. Пептидемия при физических нагрузках у спортсменов носит адаптивный характер, так как они подавляют гликолиз, и, таким образом, препятствуют развитию лактацидоза при интенсивных физических нагрузках.

Можно полагать, что интенсивные, адекватные функциональному состоянию физические нагрузки и длительное эмоциональное напряжение юных дзюдоистов вызывают оптимальную активацию ПОЛ, КФК, АОА, поглощения глюкозы эритроцитами, снижения окисляемости липидов. Вследствие этого наряду с легко утилизируемым источником энергии, глюкозой, в печени из жира начинают образовываться и поставляться в кровь жирные кислоты. На первом этапе подготовки наблюдались разнонаправленные сдвиги показателей метаболизма, характерные для первой стадии адаптации, а затем отмечались положительные изменения в системе клеточных мембран и антиоксидантной активности плазмы крови (табл. 2).

Как следует из табл. 2, наибольшие статистически значимые изменения происходят в период объемных (сентябрь) и высокоинтенсивных нагрузок (март, май) - участие в социально-значимых соревнованиях. Напряжение иммунологической резистентности свидетельствует об интегративных процессах единой функциональной системы организма.

Эта стадия характеризуется снижением стресс-реакции (ПОЛ) и наличием системного структурного следа, что, в конечном итоге, оказывает существенную роль в защите организма от неблагоприятных факторов, в том числе интоксикаций. В этой связи усиливается защитная и регуляторная роль иммунной системы [6].

-                                             Таблица 2

Динамика фагоцитарной и функциональной активности нейтрофилов и моноцитов у дзюдоистов макроцикла подготовки к соревнованиям _________________

|	в И В 5 в Й н и	й е 1® к в Й с Ё 8 5 и	3 § И 111 ° в & в 2 5 1 В ® В И	6 о S, 5 л о бд в © в 5 о я 11	at 5 S g Я о X о о я § 5 S •©*	© Я В о Я ^ Д ° 8 н и я	5 со Й § т ■S' в Я 11	д S о 1* 8 ь я	§ ^ 2 ® й р •& g й0 Я & § О о В Я 8 8	•& 2 8 | я о а ч Д о ч « $ о О о г	« 2 10 в 5 я ч |   3 S   о О Н X у Q О о 2 я S3
а о, е Ё □	М± m Р	320,19 ± 69,72	56,50 ± . 2,92	240,02 ± 56,23 1 и 2 <0,05	636,81 ± 54,42 1 и 4 <0,05	56,22 ± 4,82 2и 1 < 0,01	55,25 ± 4,82 1 и2 <0,05	54,30 ± 4,15	40,02 ± 5,23 1 и 3 <0,01	99,92 ± 16,42 1 и 3 <0,01	220,56 ± 31,94 1 и2 <0,01
А Си £ 5 и	М± m Р	64,49 ± 24,22	139,96 ± 35,92 2-4 >0,05	200,92 ± 54,65	370,92 ± 49,53	. 79,29 ± 4,65	38,04 ± 3,97 1 и2 <0,05	65,02 ± 6,27	34,22 ± 3,92 Зи2 < 0,001	110,65 ± 9,82 Зи2 <0,01	92,96 ± 8,02
н	М± ш Р	44,52 ± 16,99	30,29 ± 4,23 4иЗ <0,01	270,42 ± 29,24	310,92 ± 48,10 1 и 3 < 0,001	60,21 ± 5,93 Зи2 <0,05	62,13 ± 4,92 Зи2 <0,01	35,28 ± 4,98 Зи2 < 0,01	67,02 ± 3,62	270,02 ± 27,23 4иЗ < 0,001	94,27 ± 29,92 4иЗ >0,05
®	М± m Р	200,03 ± 51,02	120,99 ± 27,62 1 и4 <0,05	86,18 ± 11,92 4иЗ < 0,001	520,28 ± 30,98 2и4 < 0,001	68,05 ± 4,52 2и4 <0,05	34,92 ± 4,22 4иЗ <0,01	61,97 ± 4,82 4иЗ <0,01	31,98± 4,13 4иЗ < 0,001	73,92 ± 7,46 1и4 <0,05	148,92 ± 16,91 2и4 <0,01
। 5 а Ё 5 в О К		80-120	80-120	140220	290-370	50-70	32-42	45-57	28-42	90-120	210-280

Согласно всеобщему закону биологии живые системы никогда не должны быть в равновесии. «Возбужденный синтез» позволяет организму переходить от срочной к долговременной адаптации. Между функциональными и биохимическими показателями наблюдались связи: НСТ-тест нейтрофилов и моноцитов (г = 0,678; Р < 0,01); АМФнм АФНнф (г = 0,496; Р < 0,05); IgG к ЛАНф (г = -0,616; Р < 0,01); IgA и ДАД (г = -0,588; Р < 0,01); IgA и пик гемолиза (г = -0,486; Р < 0,05). Известно, что эндокринная система и иммунологическая резистентность определяют поведение и регуляцию обеспечивающих систем организма [2, 5, 8, 16, 18]. Под воздействием напряженных тренировочных нагрузок, блоков подготовки к соревнованиям происходило усиление интенсивности окислительных процессов и торможение процессов десмолиза. Об этом убедительно свидетельствует стабильность лизосомальной активности нейтрофилов и моноцитов на втором и третьем этапах. Вместе с тем лизосомальная активность моноцитов изменялась обратно пропорционально интенсивности физической нагрузки, что может свидетельствовать об угнетении реакций клеточного иммунитета. В пользу последнего предположения говорит факт снижения спонтанной хемилюминесценции нейтрофилов абсолютного показателя фагоцитоза клеток с увеличением объема нагрузок. Н.Н. Маянская с соавт. [9] отводила лизосомам ключевую роль в адаптивно-восстановительных реакциях при стрессе мышечной нагрузки и психоэмоциональных воздействиях экстремального характера.

Функциональные способности белых кровяных клеток под влиянием повторяющихся интенсивных и пролонгированных физических нагрузок снижаются. Это связано с увеличением в крови стресс-гормонов во время выполнения напряженной мышечной работы. В этой связи падает концентрация глутамина как аминокислоты, необходимой для оптимального функционирования лейкоцитов [3]. Одним из таких факторов может быть и повреждение мышц. Показатели периферической крови в динамике тренировочно-соревновательных циклов представлены в таблице 3.

Как следует из табл. 3, интенсивные нагрузки этапов непосредственной подготовки к соревнованиям вызвали увеличение количества лейкоцитов (Р < 0,01-0,001). Количество содержащихся в крови лейкоцитов у дзюдоистов в состоянии покоя ниже по сравнению с контрольной

Актуальные проблемы здравостроения.Двигательная активность. Образование. Спорт группой, а под влиянием выполненных физических упражнений их изменение происходит в меньшей степени.

Индекс адаптационного напряжения (лим-фоциты/нейтрофилы) соответственно достигал в макроциклах спортивной подготовки: 0,79; 1,35; 0,96; 1,32 усл. ед.

Количество лимфоцитов на 2-4 этапах исследования свидетельствует о миогенном лимфоцитозе.

Таблица 3

Показатели периферической крови в динамике тренировочно-соревновательных циклов

Этапы	Статистики	Лимфоциты, %	Моноциты, %	Эозинофилы, %	Плазматические клетки, %	Базофилы, %	Палочкоядерные нейтрофилы, %	C/Z Нейтрофилы, %	Лейкоциты, 109л.
& |- 8 О	М±т Р	38,00 ± 2,20 1 иЗ <0,05	7,30 ± 0,93	1,80 ± 0,46	0,28 ± 0,05 1 и 3 <0,05	0,58 ± 0,16	48,00 ± 0,46	48,00 ± 2,20 1 и2 <0,01	4,30 ± 0,17 1и2 < 0,001
hQ On й	М±ш Р	50,10 ± 2,60 1и2 <0,05	7,20 ± 0,78	2,80 ± 0,49	0,64 ± 0,08	0,79 ± 0,21	1,21 ± 0,29	37,00 ± 2,30	5,68 ± 0,22
я §*	М ± m Р	48,10 ± 2,05 Зи4 <0,05	5,90 ± 0,52	2,20 ± 0,45	0,20 ± 0,04	0,51 ± 0,22	0,72 + 0,21 1 иЗ <0,05	49,60 ± 2,4	5,13 ± 0,31
> 3	М±ш Р	52,00 + 2,30 4и1 <0,08	5,80 ± 0,49	2,60 + 0,49	0,10 ± 0,03 Зи4 <0,01	0,54 + 0,13	0,69 + 0,20 1 и 4 < 0,01	39,10 ± 1,98 1и4 <0,01	5,10 + 0,24 1 и 4 <0,01
1 -Я и 5 о 2 * &			4-8	2-5	0-1	0,05-1	1-5 (2—4)		4-10

Таким образом, физическая тренировка модифицирует иммунную систему путем снижения ее общего функционального состояния, особенно в условиях тренировочных воздействий. Исключительно важно то обстоятельство, что интенсивные стрессорные воздействия должны сопровождаться реакциями с релаксацией, так как глюкокортикоиды вызывают временную иммуносупрессию. Частые тренировочные воздействия не позволяют иммунной системе полностью восстановиться. К тому же уровень кортизола в плазме в течение нескольких дней может оставаться завышенным [7].

Изменение индекса адаптационного напряжения свидетельствует, что высокоинтенсивные нагрузки макроциклов подготовки к соревнованиям вызывают большую вариативность колебаний от реакции тренировки до переактивации. На этом фоне угнетение ЛАМ и повышение НСТ-активности нейтрофилов сопутствуют выполнению субмаксимальных нагрузок.

В заключение следует подчеркнуть, что интегративная деятельность единой функциональной системы оргашима осуществляется путем многоуровневого, полифункционального взаимодействия функциональных и метаболических процессов в их кумулятивном влиянии на организм в процессе тренировочно-соревновательных воздействий. Поэтапное включение 'физиологической и биохимической адаптации вызывает перестроечные процессы стресс-реализующих и стресс-лимитирующих систем в регуляторных процессах организма юных спортсменов.

Нами отслеживались изменения функционального и метаболического состояния по блокам подготовки к социально-значимым соревнованиям. Ранее было показано, что состояние спортивной формы, исходя из педагогической концепции периодизации, приобрести надолго невозможно, а уловить ее еще сложнее, так как данное состояние длится не более 10 дней [3].

В этой связи изучались биологические феномены по блокам подготовки, которыми легче управлять, исходя из физиологических и биохимических закономерностей системно-структурных преобразований.

Современная теория тренировки, несомненно, строится на теории адаптации организма к фи- зическим нагрузкам, сформировавшейся в современной физиологии, биохимии и молекулярной биологии [10, 15, 17]. Долговременная адаптация имеет ряд стадий перехода от срочной фазы к поисковой и стабилизирующей. В условиях трениро-вочно-соревно-вательных нагрузок организм спортсмена адаптируется к комплексу воздействий. Поэтому будущее спортивной физиологии и биохимии принадлежит поиску новых технологий и применению механизмов долговременной адаптации для достижения высоких результатов, реального предупреждения истощения и многих сопутствующих соматических, неинфекционных заболеваний, повышению резистентности к имму-нотропным патологическим агентам, включая, вероятно, целый ряд пока еще неясных решений.