Оценка взаимосвязи скорости окисления жира с показателями аэробной работоспособности у лыжников-гонщиков

Введение. Проблема повышения АР в видах спорта на выносливость актуальна и активно обсуждается [3, 12, 13, 16]. Важными показателями физической работоспособности считаются МПК, ПК ПАНО [16], мощность выполненной нагрузки, которые имеют высокую степень корреляции с результатом в соревновательный период и также являются валидными маркерами тестирования аэробной производительности [2]. Аэробная работоспособность (АР) – способность выполнять высокоинтенсивную физическую нагрузку, энергообеспечение которой осуществляется преимущественно аэробным путем [2] и зависит от кислородно-транспортной системы и способности скелетных мышц к окислению углеводов и жиров [19]. Степень вовлечения того или иного энергетического субстрата в энергообмен зависит от питания, содержания гликогена в мышцах, интенсивности и длитель- ности ФН, уровня спортивной квалификации [12, 13, 17]. В последние годы возрос интерес к изучению механизмов утилизации жиров [12, 13, 17, 19], поскольку источники эндогенного гликогена строго ограничены при интенсивных физических нагрузках (ФН) [7]. Исследования показывают, что любой метод увеличения COЖ может сэкономить потребление гликогена и, в свою очередь, повысить выносливость [6, 10, 15], что актуализирует значимость определения уровня аэробной работоспособности, рассчитанной через СОЖ.

Материалы и методы исследования. В общеподготовительный период тренировок обследовано 24 лыжника-гонщика (спортивная квалификация – 13 КМС и 11 МС), из них действующие члены сборной команды региона (n = 21) и сборной РФ (n = 3). Антропо-физиометрические показатели исследуемой группы оценивали общепринятыми методами.

Средний возраст спортсменов – 22,8 ± 4,2 года, масса тела – 72,7 ± 4,6 кг, длина тела – 178,0 ± 4,2 см, ИМТ – 23,0 ± 0,1, процентное содержание жира – 10,5 ± 4,9 %, МПК/кг – 59,7 ± 6,9 мл/мин/кг.

Исследование одобрено локальным комитетом по биоэтике ИФ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Обследование проводили в первой половине дня, с предварительным информированным согласием на участие. Функциональное состояние организма лыжников-гонщиков и показатели СОЖ оценивали с помощью теста для определения МПК, выполняемого «до отказа», с использованием эргоспирометриче-ской системы Oxycon Pro в режиме breath-by-breath (Erich Jaeger, Германия), как описано ранее [4]. COЖ представлена в абсолютных значениях (г/мин) и по отношению к МПК%, и рассчитана с помощью разработанной компьютерной программы (Свидетельство ГР № 2019613060 от 06.03.2019). Уровень АР, оцениваемой через COЖ, рассчитан согласно литературе [10]: низкая (COЖ < 0,37 г/мин), средняя (COЖ 0,37–0,69 г/мин) и высокая (COЖ > 0,69 г/мин).

Данные обработаны в программе Statistica (версия 6.0, StatSoftInc, 2001). Результаты представлены в виде M ± SD. Значимость различий между показателями оценивали с по- мощью непараметрических критериев Манна– Уитни и Фридмана. Различия считали статистически значимыми при р < 0,05. Корреляционный анализ проводили по Спирмену.

Результаты и их обсуждение. Физиологические показатели при максимальном вело-эргометрическом тестировании представлены в таблице.

Исследование продемонстрировало значимое увеличение показателей системы кровообращения на ПАНО и на пике нагрузки относительно покоя перед тестом. Так, ЧСС повысилась на 33 и 39 %, а САД – на 59 и 71 % соответственно. Показатель эффективности легочной вентиляции – КИО 2 на ПАНО повысился на 26 % (с 32,1 ± 3,5 до 40,5 ± 4,8 мл/л) вместе с ПК ПАНО и ПК пик на 97 и 129 % соответственно. Известно, что с повышением интенсивности физической нагрузки до ПАНО отмечается повышение эффективности легочной вентиляции и ПК у спортсменов, развивающих выносливость [1, 4, 16]. Эффективным механизмом обеспечения функциональных систем кислородом является увеличение сердечного выброса и прироста ЧСС [1]. Остальные показатели имели разнонаправленные тенденции и находились в рамках референсных значений.

Полученные нами данные по COЖ лыж-

Физиологические характеристики лыжников-гонщиков во время велоэргометрического тестирования (M ± SD) Physiological characteristics of ski-racers during the cycle ergometer test (M ± SD)

Физиологические показатели Physiological indicator	Лыжники-гонщики Ski-racers
Покой сидя / Sitting at rest
Частота сердечных сокращений, уд./мин / Heart rate, bpm	59,9 ± 8,6 ***
Систолическое артериальное давление, мм рт. ст. / Systolic blood pressure, mmHg	112,5 ± 12,4 ***
Диастолическое артериальное давление, мм рт. ст. / Diastolic blood pressure, mmHg	77,1 ± 7,0
Потребление кислорода, мл/мин/кг / Oxygen consumption, ml/min/kg	4,6 ± 0,8***
Порог анаэробного обмена / Anaerobic threshold
Частота сердечных сокращений, уд./мин / Heart rate, bpm	153,6 ± 14,8*** ###
Систолическое артериальное давление, мм рт. ст. / Systolic blood pressure, mmHg	158,0 ± 14,7###
Диастолическое артериальное давление, мм рт. ст. / Diastolic blood pressure, mmHg	73,6 ± 11,4
Потребление кислорода, мл/мин/кг / Oxygen consumption, ml/min/kg	45,9 ± 3,9 ###
Ватт-пульс, Вт/уд. / Watt pulse, w/beat	1,7 ± 0,3
Пик нагрузки / Peak load
Частота сердечных сокращений, уд./мин / Heart rate, bpm	181,4 ± 14,2
Систолическое артериальное давление, мм рт. ст. / Systolic blood pressure, mmHg	190,8 ± 13,6
Диастолическое артериальное давление, мм рт. ст. / Diastolic blood pressure, mmHg	75,1 ± 15,3
Потребление кислорода, мл/мин/кг / Oxygen consumption, ml/min/kg	59,7 ± 6,9
Ватт-пульс, Вт/уд. / Watt pulse, w/beat	1,9 ± 0,2

Примечание. *** – p < 0,05 изменения достоверны относительно покоя и ПАНО; ### – p < 0,05 изменения достоверны относительно покоя и пика нагрузки.

Note. *** – p < 0.05 changes are significant for sitting at rest and anaerobic threshold; ### – p < 0.05 changes are significant for sitting at rest and peak load.

ников-гонщиков разной спортивной квалификации представлены на рис. 1.

У высокотренированных лыжников-гонщиков (группа МС) COЖ в покое сидя составляла 0,17 ± 0,05 г/мин, а у тренированных (группа КМС) – 0,14 ± 0,07 г/мин (р = 0,025). В группу МС вошли 7 человек с высокой расчетной АР и 4 лыжника со средней АР. Максимальное окисление жиров у КМС наблюдалось в среднем при 40 % от МПК и составило 0,53 г/мин, что сопоставимо с данными по окислению жиров среди спортсменов циклических видов спорта [13, 19]. Средний показатель пикового окисления жира в группе МС составил 0,77 ± 0,16 г/мин, варьируя среди обследуемых от 0,45 до 0,93 г/мин, при этом максимальная COЖ наблюдалось в диапазоне 40–60 % от МПК. Установлено, что СОЖ зависит от уровня сытости, вида спорта, степени тренированности спортсмена, доли жировой массы, возраста и пола [9, 13, 19]. Тем не менее интенсивность ФН является главным фактором, отвечающим за утилизацию жиров и углеводов [5, 17]. Низкая и умеренная интенсивность ФН сопряжена с увеличением окисления жирных кислот (ЖК) в 5–10 раз относительно уровня покоя, достигая макси- мума при интенсивности нагрузки около 65 % от МПК [8]. Возможным механизмом ингибирования окисления ЖК при нагрузках максимальной мощности является низкая обеспеченность свободным карнитином, уменьшение внутриклеточного рН и снижение активности карнитин-пальмитоил-трансферазы I и, соответственно, транспорта длинноцепочечных ЖК в митохондрии, что и ведет к снижению COЖ [8].

Лыжники-гонщики МС по сравнению с КМС показывали более высокую пиковую COЖ (р = 0,01) и более длительное удержание этой скорости в ходе нагрузки, что говорит в пользу их более высокой АР по сравнению с КМС. Так, у отдельных спортсменов пиковое COЖ достигало значений более 0,50 г/мин при 80–90 % от МПК. Тренировка выносливости ассоциирована с увеличением содержания внутримышечных триглицеридов, количества и размера митохондрий в скелетных мышцах, повышением активности ферментов цитратсинтетазы и гидроксиацетил-СоА-дегидрогеназы [6]. Таким образом, считается, что высоко тренированные спортсмены имеют повышенный потенциал утилизации жира [9].

В настоящее время наиболее валидным

VO^ma^/o

Рис. 1. Скорость окисления жиров в организме лыжников-гонщиков разной спортивной квалификации в зависимости от уровня аэробной работоспособности: AP – аэробная работоспособность

Fig. 1. Fat oxidation rate (g.min-1) in ski-racers of different qualification depending on the level of aerobic performance: AP – aerobic performance

параметром, характеризующим АР, считается МПК. В то же время неоднократно показано, что спортивный результат на длинных дистанциях зависит от мощности, развиваемой на уровне ПАНО [2, 4]. Связь CОЖ с ФН и АР отражена в ряде исследований [11, 14, 18]. Важность связи COЖ и физической работоспособности изучена не полностью. Так, не найдена связь между пиковым окислением жира и окислительной способностью мышц, но есть корреляция как с мышечной массой тела, так и с МПК [14], о чем сообщалось ранее [18]. Недавнее исследование 64 триатлонистов выявило корреляцию между соревновательной скоростью с МПК и COЖ [11].

Средний показатель МПК у лыжников-гонщиков в группе с высокой АР составил 4589,3 ± 435,5 мл/мин (p = 0,049), в то время как в группе спортсменов со средней АР – 4120,8 ± 606,0 мл/мин (рис. 2).

Экономичность двигательных действий отражает показатель ватт-пульс, характеризующий степень напряжения вегетативного обеспечения, отнесенного к единице выполненной работы, и имеющий тесную взаимосвязь с АР и соревновательной деятельностью [4, 16].

Значение ватт-пульс ПАНО в группе с высокой АР составило 1,91 ± 0,29 в сравнении с показателем в группе со средней АР – 1,62 ± ± 0,29 (p = 0,030) (рис. 3).

Рис. 2. Уровень МПК у лыжников-гонщиков в зависимости от величины аэробной работоспособности, * – p < 0,05 Fig. 2. VO 2 max in ski-racers depending on aerobic performance, * – p < 0.05

high AP                medium АР

Рис. 3. Значение показателя ватт-пульс ПАНО у лыжников-гонщиков в зависимости от уровня аэробной работоспособности, * – p < 0,05 Fig. 3. Watt-pulse AT in ski-racers depending on aerobic performance, * – p < 0.05

Нами найдена прямая корреляционная связь между COЖ_max и показателем ПК ПАНО (Rs = 0,568; p = 0,003); ватт-пульс ПАНО (Rs = 0,594; p = 0,002) и МПК & COЖ max – (Rs = 0,390; p = 0,054). В целом значимо более высокие значения МПК и ватт-пульс ПАНО в группе лыжников с высокой АР и вышеописанные корреляционные связи свидетельствуют о диагностической значимости определения АР через COЖ.

На сегодняшний день очень мало работ о том, какие именно ЖК участвуют в окислении жиров при физической нагрузке и соответственно повышают АР, также остается открытым вопрос о том, что происходит с метаболизмом ЖК после ПАНО [9], свидетельствуя о перспективности и актуальности подобных исследований.

Выводы. Значение максимальной скорости окисления жиров у высококвалифицированных лыжников-гонщиков составило 0,77 ± 0,16 г/мин, соответствуя диапазону 40 – 60 % от МПК. Уровень спортивного мастерства ассоциирован с более высокой пиковой COЖ и длительным ее удержанием до нагрузки 80 – 90 % от МПК. Прямая корреляционная связь между COЖ max и показателями ПК ПАНО, ватт-пульс ПАНО и МПК свидетельствуют о диагностической значимости определения АР через COЖ. Включение в общий протокол оценки функционального состояния спортсменов показателей COЖ позволит получать наиболее объективную информацию об уровне АР спортсмена, а также быстро и целенаправленно проводить коррекцию тренировочного процесса и восстановление спортсменов в подготовительный и особенно соревновательный периоды.

Работа выполнена по Программам ФНИ на 2017–2020 гг. (№ ГР АААА-А17-117012310157-7) и Президиума РАН на 2018–2020 гг. (№ ГР АААА-А18-118012290367-6).