Иммунологические маркеры оценки адаптационных резервов спортсмена

Введение. Для профессионального спорта процесс адаптации имеет исключительное значение и связан с возможностями организма в короткий промежуток времени приспосабливаться к изменяющейся физической нагрузке, с включением психоэмоциональных ресурсов [6]. Тренированность спортсмена характеризуется моментом быстроты и длительности наступления адаптации. Главная роль в этом отводится активности функции биохимических процессов, которые поддерживаются целым рядом эндогенных биорегуляторов (ЭБ) [2, 5]. Именно их уровень определяет пределы адаптационных возможностей. Занятия спортом в обязательном порядке изменяют процессы метаболизма в организме. При этом, соответственно, варьирует и функциональная активность ключевых эндогенных биомолекул, относящихся к различным гуморальным регуляторным звеньям [1, 9]. Эти показатели могли бы стать основой для разработки методов оценки ресурсов адаптации. Однако за- трудняет этот процесс чрезвычайная лабильность этих биомолекул. Уровень ЭБ, их концентрация быстро меняются в условиях смены биоритмов и других ситуаций [1, 10]. В последних исследованиях подтверждено, что иммунологические показатели, а именно естественные антитела (е-Ат), могут стать основой для создания новых методов оценки адаптационных резервов человека [5, 8]. В организме е-Ат способны специфически взаимодействовать с эндогенными биомолекулами, контролируя их уровень, функциональную активность, а в ряде случаев обеспечивают их транспорт. Важно отметить, что е-Ат, являясь иммуноглобулинами, белковыми молекулами, отличаются от ЭБ скоростью метаболизма и могут длительное время циркулировать в кровотоке. При этом они сохраняют память обо всех качественных и количественных изменениях ЭБ, обеспечивающих гомеостатическое равновесие в процессе адаптации организма. Они участвуют в модуляции действия эндо- генных биорегуляторов [4, 9]. На сегодняшний день важным вопросом, требующим решения специалистов, является необходимость расширения перечня методов для спортсменов. При этом должны быть использованы биохимические, иммунологические показатели [3]. Определение динамики изменения таких характеристик даст возможность объективизировать состояние организма в период постнагрузочного восстановления. На основании их анализа можно выбрать цикл тренировочного процесса, ориентируясь на высокий уровень спортивных результатов.

Цель настоящей работы заключалась в определении иммунологических показателей, уровня антител к эндогенным регуляторам, поддерживающим гомеостатическое равновесие при физических нагрузках, в динамике тренировочного цикла для выявления биологических прогностических маркеров адаптационного потенциала спортсменов.

Материалы и методы. Проведено экспериментальное исследование, в котором принимали участие спортсмены, занимающиеся различными видами спорта: хоккеем (28 чел.), футболом (15 чел.) и греко-римской борьбой (22 чел.). Возраст их составлял для борцов от 13 лет, для хоккеистов и футболистов – от 18 до 24 лет. Образцы предоставлены спортивной школой «Спарта», г. Москва, футбольным клубом «Уфа» и хоккейным клубом «Динамо», г. Москва. Все спортсмены имели высокую квалификацию от 1-го разряда до КМС. Стаж занятия борьбой соответствовал 5–14 годам, для хоккеистов и футболистов он был равен в среднем 5 годам. В соответствии с принятыми стандартами обследования все спортсмены давали информированное согласие и прошли медосвидетельствование. Время отбора образцов для анализа согласовывалось с тренерской программой (ТП). Для футболистов и хоккеистов пробы для анализа забирали до нагрузки и после ее завершения. В случае греко-римских борцов график получения образцов сыворотки крови для анализа происходил трехэтапно с интервалом 14 дней. Первый день соответствовал нулевой точке, последующие 14-й и 28-й дни были 2-м и 3-м этапами. Контрольной группой для сравнения были добровольцы, занимающиеся оздоровительной физкультурой. Тестирование нагрузки выполняли с помощью велоэргометра SHELLER. По разработанным методикам проводили выбор ступени, учитывая при этом массу тела спортсмена. Для первой ступени нагрузка соответствовала 1 Вт/кг. В дальнейшем по мере нарастания нагрузки – по 50 Вт, при этом пульс составлял 170 уд./мин. В эксперименте в качестве метода исследования иммунологических показателей выбран иммуноферментный анализ. Определения антител к эндогенным биорегуляторам в сыворотке крови проводили с помощью «Набора реагентов для ИФА» «АДИМУСТАТ®» (ФСР 2010/08813) – производитель компания «Диа-нарк», г. Москва. Статистическую обработку полученных в эксперименте данных проводили с использованием стандартных приемов. Применяли расчетные величины средней арифметической (М), стандартной ошибки (m), критерия Стьюдента – Уэлча (t). Гипотезу принимали при уровне достоверности 95 % (p = 0,05).

Результаты. Проведено определение иммунологических показателей у спортсменов, занимающихся греко-римской борьбой. Методом ИФА измерили е-Ат для линейки регуляторов: серотонин, гистамин, дофамин, глутамат, ГАМК, орфанин, β-эндорфин, ангиотензин. Именно перечисленные выше эндогенные биомолекулы относятся к регуляторным системам, наиболее ярко отражающим изменения показателей гомеостатического равновесия при физических нагрузках. Известно, что в адаптационных ресурсах спортсмена значительную роль играет состояние целого ряда биохимических систем. Например, система ноцицепции, которая участвует в трансляции импульсов боли. Другими важными составляющими адаптации являются процессы, связанные с дыхательной регуляцией, контролем памяти, способностью к обучению. Значимой является также система, контролирующая психоэмоциональное состояние человека, его реакцию на стресс и др. Все указанные выше биомолекулы играют существенную роль в реализации функций перечисленных систем [7, 10]. Результаты определения е-Ат в пробах крови спортсменов-борцов представлены в табл. 1. Они соответствуют трем этапам. 1-й день отбора образцов является 1-м этапом, забор на 14-й день – это 2-й этап эксперимента и 28-й день отбора проб является его 3-м этапом.

Из данных табл. 1 видно, что для первого дня забора анализируемых образцов крови значение среднего уровня е-Ат по группе

Таблица 1

Table 1

Иммунопоказатель е-Ат (OD 450 ИФА (М ± m))в пробах сыворотки крови спортсменов-борцов

Natural antibodies (OD 450 ELISA (M ± m)) in the blood serum of wrestlers

Показатель / Indicator	Контрольная группа (n = 22) Control group	Обследуемая группа, этап (n = 22) Experimental group, stage
		1	2	3
е-Ат к β-эндорфину / Nabs to β-Endorphin	0,69 ± 0,09	0,78 ± 0,13	0,78 ± 0,09	0,87 ± 0,18*
е-Ат к орфанину / Nabs to Orphanin	0,81 ± 0,08	1,17 ± 0,12	1,16 ± 0,09	1,22 ± 0,10*
е-Ат к ГАМК / Nabs to GABA	0,75 ± 0,12	0,86 ± 0,14	0,94 ± 0,1	1,05 ± 0,15*
е-Ат к глутамату / Nabs to Glutamate	0,77 ± 0,15	0,79 ± 0,16	0,92 ± 0,12	1,19 ± 0,13*
е-Ат к гистамину / Nabs to Histamine	0,79 ± 0,11	0,84 ± 0,17	0,80 ± 0,11	0,89 ± 0,2
е-Ат к ангиотензину / Nabs to Angiotensin	0,69 ± 0,13	0,78 ± 0,14	0,79 ± 0,09	0,84 ± 0,18
е-Ат к дофамину / Nabs to Dopamine	0,73 ± 0,09	0,82 ± 0,16	0,87 ± 0,10	1,05 ± 0,20*
е-Ат к серотонину / Nabs to Serotonin	0,75 ± 0,08	0,88 ± 0,16	0,93 ± 0,10	0,88 ± 0,19

Примечание: * p < 0,05 – по отношению к контрольной группе.

Note: *– p < 0.05 – in relation to the control group.

спортсменов соответствовали показателям контроля. Отличительной особенностью является высокий уровень антител к орфанину. Далее по мере возрастания тренировочной нагрузки и при сравнении группы спортсменов с контрольной группой установлено, что происходят изменения иммунологических маркеров, антител к эндогенным регуляторам: β-эндорфину, глутамату, ГАМК и дофамину. После начала 14-дневной подготовки спортсменов наблюдается процесс развития повышения уровня антител к указанным биомолекулам. Однако лишь через 28 дней ведения тренировок уровень е-Ат к перечисленным ЭБ повышается достоверно. Как уже отмечено выше, на первом этапе обследования группа спортсменов характеризуется высоким показателем е-Ат к орфанину. С точки зрения рассмотрения полученных данных для оценки возможных адаптационных резервов состояния здоровья спортсмена следует подчеркнуть, что антиопиатный пептид орфанин является основным противоболевым регулятором. Соответственно, результат, полученный в эксперименте, показывает, насколько трансляция болевого импульса в организме спортсмена является высокой и устойчивой уже на начальном подготовительном этапе. Дополнительным подтверждением ресурсных возможностей стало выявление на этом фоне подъема уровня антител к β-эндорфину. Литературные источники свидетельствуют, что физические упражнения в интенсивном формате способствуют внутренней «самокомпенсации», при этом в организме резко увеличивают содер- жание указанного пептида. Перечисленные факты могут облегчать переносимость нагрузки [10]. Важным вопросом в рассмотрении адаптационных ресурсов является оценка сбалансированности энергообеспечения организма спортсмена. В эксперименте установлено, что на заключительной стадии процесса тренировок выявляется симбатное изменение содержания антител к медиаторам системы возбуждения и торможения, глутамату и ГАМК в сторону повышения. Из литературы известно о функции медиатора торможения ГАМК, касающейся поддержания уровня баланса гормонов, нейротрансмиторов, способных вызвать перевозбуждение в организме человека [7]. Выполненное экспериментальное исследование позволило установить взаимосвязь изменения иммунологических параметров адаптации с длительностью спортивной деятельности и уровнем физической нагрузки. Для этого спортсменов разделили на три условные группы, отличающиеся временем занятия спортом. Первая – это борцы по грекоримской борьбе со стажем 11–14 лет. Спортсмены второй группы объединены по периоду занятия борьбой от 8 до 10 лет. Борцовский стаж спортсменов третьей группы составлял от 5 до 7 лет. В каждой группе проводили анализ проб сыворотки крови в соответствии с этапным планом нагрузки. Первый день соответствовал нулевой точке, последующие 14-й и 28-й дни были 2-м и 3-м этапами. Результаты анализа иммунопоказателей приведены в табл. 2. Выполнено определение антител для диагностически значимых ЭБ:

Таблица 2

Table 2

Иммунопказатель е-Ат в сыворотке крови (OD 450 в ИФА (М ± m)) для греко-римских борцов, различающихся стажем занятия Natural antibodies in the blood serum (OD 450 ELISA (M ± m)) of wrestlers with different sports experience

Показатель Indicator		е-Ат к орфанину Nabs to Orphanin	е-Ат к ГАМК Nabs to GABA	е-Ат к глутамату Nabs to Glutamate
Контрольная группа, n = 22 Control group		0,81 ± 0,08	0,77 ± 0,09	0,81 ± 0,09
1-я группа (11–15лет), n = 8 1st group (11–15 years)	1-й этап 1st stage	1,01 ± 0,08	0,83 ± 0,09	0,78 ± 0,07
	2-й этап 2nd stage	0,88 ± 0,08	0,91 ± 0,06	0,93 ± 0,15
	3-й этап 3rd stage	1,14 ± 0,08*	1,19 ± 0,11*	1,21 ± 0,07*
2-я группа (8–10лет), n = 4 2nd group (8–10 years)	1-й этап 1st stage	1,09 ± 0,08	0,89 ± 0,08	0,75 ± 0,11
	2-й этап 2nd stage	0,98 ± 0,07	0,81 ± 0,12	0,99 ± 0,07
	3-й этап 3rd stage	1,24 ± 0,09*	1,08 ± 0,15*	1,10 ± 0,12*
3-я группа (5–7 лет), n = 10 3rd group (5–7 years)	1-й этап 1st stage	1,32 ± 0,08*	0,87 ± 0,13	0,81 ± 0,07
	2-й этап 2nd stage	1,51 ± 0,11*	1,02 ± 0,12*	0,91 ± 0,08
	3-й этап 3rd stage	1,39 ± 0,06*	1,14 ± 0,15*	1,21 ± 0,08*

Примечание: * p < 0,05 – по отношению к контрольной группе.

Note: *– p < 0.05 – in relation to the control group.

орфанина, глутамата и ГАМК в каждой из перечисленных групп.

Практическое применение результатов для оценки потенциала адаптации установлено на основе анализа изменения содержания антител к орфанину, глутамату и ГАМК. Так, степень переносимости боли характеризуется уровнем антител к орфанину. Значение этого показателя уже на первом этапе для всех спортсменов первой группы имеет достоверно высокий уровень. Именно они наименее опытны в занятиях борьбой. С другой стороны, установлены отличия иммунологических показателей для спортсменов второй и третьей борцовской группы. Так, с увеличением нагрузки лишь к 28-му дню тренировок выявлено достоверное изменение содержания антител к орфанину. Анализ иммунологических показателей е-Ат к ГАМК и глутамату показал их симбатное увеличение также к третьему этапу тренировки с возрастанием нагрузки. Показано, что длительность занятия спортом, греко-римской борьбой в частности, не влияет на изменения в сторону возрастания этих показателей. Динамика роста показателей сохраняется в каждой группе спортсменов, участников эксперимента.

Для спортсменов-хоккеистов и футболистов проведено сравнительное определение в состояниях покоя и нагрузки анализируемой панели иммунологических показателей (табл. 3).

Как видно из представленных результатов, для футболистов актуальны только показатели иммуноанализа для глутамата. Однако с увеличением нагрузки возрастают уровни показателей для ГАМК и орфанина. В отличие от этой группы спортсменов для хоккеистов выявлены изначально высокие показатели как в покое, так и при нагрузке для систем с участием трех диагностически значимых ЭБ. Это орфанин, ГАМК и глутамат. Причем количество спортсменов с достоверно повышенным уровнем антител растет по мере увеличения нагрузки и достигает 82 % от первоначального состава.

Таблица 3

Table 3

Результаты анализа естественных антител (OD 450 ИФА (М ± m)) в сыворотке крови спортсменов, занимающихся футболом и хоккеем Natural antibodies (OD 450 ELISA (M ± m)) in the blood serum of football and hockey players

Показатель Indicator	Показатели антител (OD 450 ) Indicators of natural antibodies
	Контрольная группа (n = 22) Control group	Футболисты (n = 15) Football players		Хоккеисты (n = 28) Hockey players (n = 28)
		Покой / Rest	Нагрузка / Exercise	Покой / Rest	Нагрузка / Exercise
β-эндорфин β-Endorphin	0,69 ± 0,09	0,87 ± 0,37	0,85 ± 0,35	0,88 ± 0,25	0,86 ± 0,25
Серотонин Serotonin	0,75 ± 0,08	0,94 ± 0,26	0,90 ± 0,27	0,75 ± 0,15	0,75 ± 0,15
Дофамин Dopamine	0,73 ± 0,09	0,76 ± 0,20	0,87 ± 0,37	0,69 ± 0,13	0,66 ± 0,13
Гистамин Histamine	0,79 ± 0,11	0,84 ± 0,23	0,82 ± 0,23	0,65 ± 0,11*** (р = 0,0001)	0,66 ± 0,12*** (р = 0,0001)
Орфарин Orphanin	0,81 ± 0,08	0,99 ± 0,33	1,05 ± 0,34*	1,15 ± 0,32** (р = 0,003)	1,24 ± 0,32*** (р = 0,0001)
Ангиотензин Angiotensin	0,69 ± 0,13	0,88 ± 0,23	0,83 ± 0,25	0,70 ± 0,16	0,69 ± 0,15
ГАМК GABA	0,75 ± 0,12	0,90 ± 0,21	0,95 ± 0,25*	1,03 ± 0,23*** (р = 0,0001)	1,08 ± 0,21*** (р = 0,0001)
Глутамат Glutamate	0,77 ± 0,15	1,00 ± 0,25*	1,03 ± 0,27*	0,98 ± 0,19*** (р = 0,0001)	1,03 ± 0,19*** (р = 0,0001)

Заключение. Результатом проведенного исследования является диагностический тест, который дает возможность оценить адаптационные ресурсы организма спортсмена. Измерение иммунологических показателей позволяет обнаружить разницу в подготовленности физиологического состояния спортсменов: получать либо различный уровень физической нагрузки, либо заниматься определенными видами спорта. Так, показано, что для спортсменов-борцов по сравнению с хоккеистами значимым показателем для диагностики ресурсов адаптации является содержание антител к орфанину, отражающее состояние противоболевой системы организма. Одинаково значимыми для обоих видов спорта являются показатели, отражающие содержание антител к ГАМК и глутамату, которые характеризуют в организме состояние физиологических процессов активации и торможения. Определение иммунологических показателей имеет практическую направленность для применения в спортивной медицине.