Features of homeostatic regulation of swimmers of different age

Методы. В исследованиях приняли участие 75 пловцов мужского пола разных возрастных периодов и находящиеся на этапах предварительной и специализированной базовой подготовки. Группу периода второго детства составили пловцы 9-12 лет (n=39), подросткового периода – 13-16 лет (n=36). Гематологические методы включали в себя определение: лейкоцитарной формулы унифицированным методом морфологического исследования форменных элементов крови с дифференцированным подсчетом лейкоцитов, нейтрофилов сегментоядерных и палочкоядерных, эозинофилов, лимфоцитов, моноцитов (%); содержания гемоглобина в крови (г/л) унифицированным гемоглобинцианидным методом с помощью биохимического анализатора; гематокритной величины микрометодом в модификации Й. Тодорова [4]. Физическую работоспособность и потребление кислорода (VO₂, мл·мин^-1) определяли в тесте PWC₁₇₀, в котором выполняли две нагрузки разной мощности (W₁=40-50 Вт, ЧСС 150-155 уд/мин и W₂=100-120 Вт, ЧСС 165-170 уд/мин). Парциальное давление кислорода в выдыхаемом воздухе (Р_ЕО₂, мм рт. ст.), приведенное к условиям STPD, определяли газометрическим методом. Анализ выдыхаемого воздуха проводили с помощью радиоизмерительного газоанализатора типа ПГА-КМ (для анализа кислорода), минутный объем дыхания (V_Е, л·мин^-1), приведенный к условиям ВТРS, регистрировали на спирометре пневмотахометрического типа (SPIROBANK G, Италия) на последней минуте нагрузок W₁ и W₂ в тесте PWC₁₇₀.

Потребление кислорода (VO₂, мл·мин^-1) расчитывали по формуле VO₂=V_Е х Δ Р_ЕО₂ х1000/100, где Δ – разница Р_ЕО₂ при W₁ и W₂. Полученный цифровой материал обрабатывался на персональном компьютере с использованием пакета программ STATISTICA 10.0. Проверка соответствия статистических данных закону нормального распределения проводилась с помощью критерия Шапиро-Уилка. Далее вычисляли среднее значение исследуемых величин (x) и ошибку среднего арифметического (Sx). Статистически значимые различия определялись с помощью t-критерия Стьюдента, значимые различия считались при р<0,05. Для определения коэффициента корреляции (r) проводили корреляционный анализ Спирмена. Исследование проведено на подготовительном этапе круглогодичного тренировочного процесса при добровольном согласии.

Результаты. В зависимости от уровня функциональных требований, предъявляемых к структурным компонентам системы, ответственной за адаптацию, выбирается наиболее рациональный режим включения внутри- и межсистемных связей [5]. Поэтому оценка функционального статуса системы крови проводилась в двух направлениях. Во-первых, выявлялась степень взаимодействия структурных компонентов системы крови между собой. Во-вторых, определялась взаимосвязь этих компонентов с основным системообразующим фактором функциональной системы адаптации к физическим нагрузкам – величиной потребления кислорода [1]. Анализ количественных характеристик различных видов лейкоцитов в лейкограмме на первом этапе позволил выявить особенности формирования неспецифических адаптивных реакций в исследуемых возрастных группах пловцов. Показано, что для начинающих пловцов периода второго детства в сравнении с подростковым возрастом характерным является высокий показатель лейкоцитов (соответственно 7,30±0,57 против 6,17±0,31 109/л, р<0,05), увеличение количества лимфоцитов до верхнего предела нормы (34,50±2,71 против 37,50±1,52 %, р>0,05), умеренная эозинофилия (соответственно эозинофилы 6,75±0,98 против 2,56+0,73%, р<0,01), увеличение количества сегментоядерных нейтрофилов (соответственно 64,63±2,02 против 50,89±2,51%, р<0,05) и сдвиг лейкоцитарной формулы влево, уменьшение содержания гемоглобина (128,78±3,32 против 137,37±1,95 г/л, р<0,05) и гематокрита (40,75±0,96 против 43,00±0,02, р<0,05). Очевидно, что высокие показатели количества лейкоцитов и эозинофилов в периферической крови пловцов 9-12 лет связаны с высокой реактивностью иммунной системы [2]. Также на повышение этих показателей могут влиять дополнительные раздражители – температурный фактор и химический состав воды, приводящие к перегрузке основных регуляторов гомеостатических реакций и к формированию предпосылок для развития аллергических заболеваний. В возрасте 13-16 лет отмечается формирование реакций активации, свидетельствующее о переходе организма на более эффективный уровень функционирования.

Количество корреляционных связей между клеточными компонентами системы крови пловцов также различалось в зависимости от возрастного периода. У 9-12-летних пловцов выявлено шесть значимых коэффициентов корреляции, характеризующих функциональное состояние системы крови, тогда как у 13-16-летних пловцов их было 4 (таблица 1).

Таблица 1

Корреляционные связи показателей системы крови в исследуемых возрастных группах пловцов

Примечание – * – p<0,05; ** – p<0,01

Наличие большего числа корреляционных взаимосвязей в периоде второго детства свидетельствует о более высоком напряжении системы крови в обеспечении адаптивных реакций организма за счет большего числа взаимосвязей между ее компонента- ми [7]. По мере совершенствования неспецифических адаптационных реакций имело место уменьшение взаимосвязей между активно функционирующими структурными компонентами системы крови. Обращает на себя внимание стойкий уровень корреляционных взаимосвязей между лейкоцитами и нейтрофилами, лимфоцитами и нейтрофилами, лимфоцитами и моноцитами, являющийся характерным для всех пловцов независимо от возраста. Очевидно, взаимодействие этих компонентов системы крови является обязательным условием обеспечения корреляционных отношений между этими показателями, а изменение направленности корреляции может явиться критерием срыва адаптации.

Устойчивость внутренней среды организма и его способность противостоять неблагоприятным условиям среды тесно связаны с энергетическим потенциалом. В условиях постоянно действующего фактора физической нагрузки имеют место ацидотические сдвиги в организме, что обусловлено исчерпанием энергетических и, в частности, аэробных резервов мышечной ткани. Для выявления взаимосвязи энергетического потенциала юных пловцов с параметрами системы крови в разных возрастных периодах нами определялся уровень потребления кислорода при ЧСС 150 и 170 уд/мин в тесте PWC170. В таблице 2 показано, что при одинаковой пульсовой стоимости работы величины показателя VO2 в группе пловцов подросткового периода достоверно выше. При этом разница между величиной VO2 на ступени нагрузки с ЧСС в диапазоне 152-155 уд/мин в группах пловцов меньше (более 180 мл·мин-1), чем на ступени нагрузки с ЧСС в диапазоне 169-171 уд/мин (более 740 мл·мин-1). Это говорит о расширении аэробного потенциала и способности к его более эффективной реализации в условиях интенсивной работы у пловцов 13-16 лет. При анализе корреляционных связей между показателями системы крови и уровнем потребления кислорода было определено по три значимых коэффициента корреляции в каждой возрастной группе пловцов (таблица 3).

Так, одним из важнейших условий повышения энергетического потенциала организма пловцов является концентрация гемоглобина в крови, о чем свидетельствует наличие высокой корреляции этого показателя с

VO2 , что характерно для всех исследуемых возрастных групп. При рассмотрении взаимодействий между другими корреляционными парами отмечается изменение направленности r между VO2 и эозинофилами (r=-0,86) в группе 13-16-летних пловцов (9-12 лет r=0,64), а также снижение r до статистически незначимого (r=-0,27) между VO2 и лейкоцитами.

Таблица 3

Статистически значимые корреляционные взаимосвязи показателей системы крови и уровня потребления кислорода в исследуемых группах пловцов

Примечание – * – р<0,05 ; ** – p<0,01

В этой же группе пловцов отмечена высокая обратная зависимость между VO2 и нейтрофилами палочкоядерными (r=-0,74).

Анализ количественных характеристик корреляций и их направленности свидетельствует о наличии механизмов нейрогормональной регуляции, активизирующих разные структурные компоненты системы крови с целью обеспечения приспособительного эффекта. При этом сравнительно высокий уровень энергетических (аэробных) возможностей в подростковом возрасте определяет отрицательную направленность корреляционных взаимосвязей с компонентами системы крови, активизирующимися при инфекционных процессах. В то время, как направленность корреляционной взаимосвязи VO2 с аналогичным параметром (эозинофилами) в периоде второго детства положительная. Полученные результаты позволяют сделать некоторые заключения. На ранних этапах спортивной специализации в плавании, когда эффективность адаптации к физическим нагрузкам определяется в большей степени морфофункциональными особенностями физического развития, наличием экзогенного фактора напряжения (водная среда), необходимо правильно подбирать величину физических нагрузок, чтобы не вызвать напря- жение нейрогуморальных механизмов адаптации и не привести к ее срыву. Повышение аэробного потенциала организма является своеобразным базисом, который обеспечивает устойчивость внутренней среды организма и способствует достижению максимального приспособительного эффекта.

Выводы:

Формирование гомеостатических состояний, определяющих эффективность адаптации юных пловцов к физическим нагрузкам, характеризуется определенным соотношением клеток в лейкограмме детей и подростков. Для пловцов 9-12 лет в сравнении с 13-16-летними характерны высокие показатели лейкоцитов, эозинофилов, нейтрофилов и низкие величины гемоглобина и гематокрита, что необходимо учитывать при дозировании физических нагрузок.

Наличие стойкой корреляции между лейкоцитами и нейтрофилами, лимфоцитами и нейтрофилами, лимфоцитами и моноцитами, а также снижение количества корреляционных связей между клеточными компонентами системы крови свидетельствует о переходе системы крови в режим оптимального функционирования, соответствующий этапу повышения аэробного потенциала организма в подростковом возрасте.

Повышение аэробных возможностей организма пловцов подросткового возраста определяется усилением обратной корреляционной зависимости между уровнем VO2 и компонентами системы крови, активизирующимися при инфекционных процессах.