Особенности морфофункциональных показателей и микроэлементного профиля юношей г. Магадана в зависимости от спортивной специализации

V.O. Karandasheva, , E.A. Lugovaya, ,

Введение. Одним из основных критериев оценки здоровья и адаптивно-приспособительных реакций организма человека является функциональность сердечно-сосудистой системы, что обусловливает повышенное внимание к ее функционированию у спортсменов. Важную роль в работе ССС играют макро- и микроэлементы (МЭ), необходимые для нормального функционирования организма в определенных количествах [14]. В последние десятилетия интерес к роли микроэлементов в спортивной подготовке возрос, что связано с их решающим значением для нормального функционирования организма, особенно в условиях повышенных физических нагрузок. Спортсмены с различной спортивной специализацией имеют свои уникальные требования к микронутриентам и при этом сталкиваются с проблемами, связанными с их дисбалансом [2, 6, 11]. Это подчеркивает необходимость регулярного контроля за уровнем МЭ в рационе для улучшения качества жизни спортсменов. Тренеры принимают меры по профилактике спортивного травматизма и созданию оптимальных условий на занятиях, а также предупреждают отрицательное воздействие на организм спортсменов неблагоприятных факторов внешней среды [10].

В связи с этим целью нашего исследования явилось изучение взаимосвязи спортивной специализации и морфофункциональных характеристик, а также содержания микроэлементов в организме молодых людей, проживающих в Магадане.

Материалы и методы. Исследования проводили на базе НИЦ «Арктика» ДВО РАН в 2023 г. В исследовании принял участие 91 человек мужского пола – постоянных жителей г. Магадана, в возрасте 16,2 ± 0,75 года, которые были разделены по спортивной специализации на следующие группы: 45 человек, занимающихся единоборствами, и 46 человек, занимающихся циклическими видами спорта. Исследование проведено в соответствии с принципами Хельсинской декларации и в соответствии с ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в РФ» от 21.11.2011 г. № 323, ФЗ от 27.07.2006 г. № 152 «О персональных данных».

В процессе исследования у подростков регистрировали длину (ДТ, см) и массу тела (МТ, кг) общепринятыми методами. Показатели центральной кардиогемодинамики определяли в состоянии покоя в положении тела «сидя» методом объёмной компрессионной осциллометрии с использованием комплекса аппаратно-программного неинвазивного исследования центральной гемодинамики (КАП ЦГосм «Глобус», г. Белгород). Регистрировали прямые и расчётные показатели центральной и периферической гемодинамики: систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление (мм рт.ст.), частота сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин), сердечный выброс (СВ, л/мин), ударный объем (УО, мл), мощность сокращения левого желудочка (МСЛЖ, Вт), общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС, дин·с·см–5), удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС, усл. ед.), скорость пульсовой волны (СПВ, см/с), податливость сосудистой системы (ПСС, мл/мм рт. ст.), сердечный индекс (СИ, л/мин м2), объемная скорость выброса (ОСВ, мл/с), ударный индекс (УИ, мл/м2), скорость кровотока линейная (СКЛИН, см/с). На основании полученных данных рассчитывали вегетативный индекс Кердо (ВИК, усл. ед.) по формуле: ВИК = (1–ДАД/ЧСС) ×100.

В волосах подростков определяли содержание 25 макро- и микроэлементов (МЭ): алюминия (Al), мышьяка (As), бора (B), бериллия (Be), кальция (Ca), кадмия (Cd), кобальта (Co), хрома (Cr), меди (Cu), железа (Fe), ртути (Hg), йода (I), калия (K), лития (Li), магния (Mg), марганца (Mn), натрия (Na), никеля (Ni), фосфора (P), свинца (Pb), селена (Se), кремния (Si), олова (Sn), ванадия (V), цинка (Zn). Лабораторную часть исследования выполняли в АНО «Центр биотической медицины» (г. Москва) с использованием методов атомной эмиссионной спектрометрии (АЭС-ИСП) и масс-спектрометрии (МС-ИСП) с индуктивно связанной аргоновой плазмой. Концентрация химических элементов в волосах наиболее полно отражает их тканевое содержание и хорошо коррелирует с элементным профилем внутренней среды организма, не зависит от суточной ритмики физиологических процессов и временных особенностей рациона [12].

Показатель степени адаптированности элементной системы организма к условиям окружающей среды (А) рассчитывали на основе значений коэффициентов корреляции, определенных с помощью ранговой корреляции Спирмена, с использованием формулы

A = ^{n ⋅ ∑ Kk} ,

N где А – степень адаптированности в усл. ед., n – количество корреляционных связей между элементами с коэффициентом корреляции 0,5 и более, ∑Kk – сумма коэффициентов корреляции без учета знака, N – число микроэлементов, объединенных в плеяды [1].

Статистическая обработка полученных данных была проведена при помощи стандартных программ Microsoft Excel 2007 и пакета прикладных статистических программ StatSoft Statistiсa 6.0. Вычисляли средние величины показателей (М), их стандартные ошибки (± m) и стандартные отклонения (± σ). Статисти- ческую значимость различий оценивали по t-критерию Стьюдента для независимых выборок при условии нормального распределения. Статистически значимым принимали уровень различий при p < 0,05. Для определения тесноты связи (0,7–0,9) между изучаемыми признаками проводили вычисление коэффициента корреляции Пирсона (r).

Результаты. В табл. 1 представлен сравнительный анализ средневозрастных значений морфофункциональных показателей спортсменов.

Центральная гемодинамика у лыжников и единоборцев представляет собой важный аспект физической подготовки и показателей сердечно-сосудистой системы [3, 5, 7, 8, 13]. У лыжников наблюдается увеличенная работа сердца и улучшенное кровообращение, необходимые для долгих дистанций, что позволяет усилить оксигенацию тканей. Юноши-лыжники демонстрируют более высокие достоверно значимые (р < 0,05) различия показателей артериального давления (САД, ДАД), показателей сердечной деятельности: СВ, СИ, УО, УИ, ОСВ, МСЛЖ и сосудистых показателей: СПВ, ПСС; однако достоверно ниже (р < 0,05) оказались ОПСС и ВИК. Тренировки единоборцев часто включают в себя кратковременные интенсивные нагрузки, что приводит к изменению гемодинамики. В отличие от лыжников, они развивают мощные анаэробные способности, что сказывается на кровообращении. Высокая интенсивность тренировок приводит к достоверно значимому (р < 0,05) увеличению ЧСС, ОПСС и ВИК во время боевых поединков, что требует быстрой адаптации сердечно-сосудистой системы к постоянно изменяющимся условиям.

Определены среднегрупповые показатели содержания МЭ в волосах подростков исследуемых групп и установлены значимые различия по K, Na, Cu, Cr, V, Hg, Mg, Ni, Pb, Si (табл. 2). Наибольшая концентрация этих МЭ, кроме Mg и Si, наблюдается у лиц, занимающихся единоборствами.

На рисунке показано количество лиц в исследуемых группах, имеющих дефицит или избыток данных химических элементов в организме. В целом нами выявлен дисбаланс, характерный для жителей Магаданской области [4]. Этот дисбаланс характеризуется дефицитом ключевых МЭ, причем у лыжников этот дефицит более выражен. Избыток Cd, Cu, K, Na, V и Pb у единоборцев представляет

Таблица 1

Table 1

Соматометрические и функциональные показатели сердечно-сосудистой системы у мальчиков Магадана с разной спортивной специализацией (M ± m)

Somatometric and functional cardiovascular parameters in adolescent males from Magadan by sport (M ± m)

Показатели Parameter Боевые искусства Martial arts (n = 45) Циклический спорт Cyclic sports (n = 46) Р < 0,05 ДТ, см / BH, cm 163,09 ± 2,26 176,20 ± 1,86 1–2 МТ, кг / BW, kg 53,42 ± 2,22 69,20 ± 3,01 1–2 САД, мм рт. ст. / SBP, mmHg 105,11 ± 1,94 112,35 ± 2,00 1–2 ДАД, мм рт. ст. / DBP, mmHg 60,53 ± 1,10 65,52 ± 1,47 1–2 ЧСС, уд./мин / HR, bpm 80,07 ± 1,96 73,37 ± 1,64 1–2 СВ, л/мин / CO, L/min 4,69 ± 0,08 5,68 ± 0,18 1–2 СИ, л/мин/м2 / CI, L/min/m2 2,97 ± 1,85 4,04 ± 0,07 1–2 УО, мл / SV, mL 60,51 ± 3,43 75,37 ± 2,92 1–2 УИ, мл/м2 / SI, ml/m2 38,18 ± 1,46 42,39 ± 1,34 1–2 ОСВ, мл/с / Flow, mL/s 218,16 ± 10,38 253,09 ± 8,58 1–2 МСЛЖ, Вт / LVW, W 2,19 ± 0,13 2,68 ± 0,12 1–2 СКЛИН, см/с / V, cm/s 38,18 ± 0,70 38,98 ± 0,74 – СПВ, см/с / PWV, cm/s 861,38 ± 17,71 884,28 ± 20,33 – ПСС, мл/мм рт. ст. / PVR, mL/mmHg 1,26 ± 0,05 1,49 ± 0,05 1–2 ОПСС, дин·с·см–5 / SVR, dyn s cm–5 1377,89 ± 69,31 1163,24 ± 50,93 1–2 УПСС, усл. ед. / sPVR, arb. units 25,47 ± 0,69 26,20 ± 0,57 – ВИК, усл. ед. / VI, arb. units 22,66 ± 2,20 16,36 ± 2,63 1–2 собой угрозу здоровью, которая может негативно сказаться и на спортивных показателях. Эти МЭ могут накапливаться в организме через загрязненные продукты питания, воду или воздух, что чревато интоксикацией, включая нарушения работы сердечно-сосудистой системы и печени [9].

Корреляционная связь между центральной гемодинамикой и МЭ у спортсменов представляет собой важную область исследования, поскольку именно такие элементы, как Fe, Mg и K, играют ключевую роль в обеспечении нормального кровообращения и доставки кислорода к мышцам.

Результаты корреляционного анализа показателей сердечно-сосудистой системы с разной спортивной специализацией с содержанием макро- и микроэлементов в волосах исследуемых подростков позволили констатировать следующее. У подростков, занимающихся единоборствами, для Cu выявлена высокая достоверная прямая и обратная корреляционные связи между артериальными, сердечными и сосудистыми показателями центральной гемодинамики: САД (r = –0,71), СВ (r = –0,68), СИ (r = –0,69), УО (r = –0,78), ОСВ (r = –0,68), МСЛЖ (r = –0,82), ПСС (r = –0,78), ОПСС (r = 0,69), УПСС (r = 0,74).

Функциональная значимость меди в регуляции АД заключается в ее способности влиять на синтез оксида азота и укрепление сосудистой системы. Для Со обнаружено четыре достоверные прямые и обратные корреляционные связи: СИ (r = –0,72), СКЛИН (r = –0,73), ОПСС (r = 0,80), УПСС (r = 0,87). Кобальт играет ключевую роль в процессе формирования крови, а также способствует усвоению железа и витамина B12. Это особенно ценно, поскольку кобальт обеспечивает эффективное снабжение тканей кислородом во время интенсивных тренировок и снижает вероятность возникновения травм и способствует улучшению спортивных показателей [9, 10].

Больше всего корреляционных связей (табл. 3) выявлено в группе лыжников между Na и СВ (r = –0,96), УО (r = –0,82), ОСВ (r = –0,82), ПСС (r = –0,71), ОПСС (r = 0,86). Исследования показывают, что высокий уровень Nа в организме может влиять на сосуды, делая их более эластичными, что способствует эффективной работе сердца и кровеносной системы [14]. Больше всего связей МЭ с показателями центральной гемодинамики обнаружено у лиц, занимающихся единоборствами, что свидетельствует о напряжении в работе сосудистой системы.

Таблица 2

Table 2

Достоверно значимая концентрация (мкг/г) химических элементов в волосах у мальчиков Магадана с разной спортивной специализацией (M ± m), (р < 0,05)

Statistically significant hair concentrations of chemical elements (µg/g) in adolescent males from Magadan by sport (M ± m; p < 0.05)

Показатели Element	Боевые искусства Martial arts (n = 45)	Циклический спорт Cyclic sports (n = 46)
Cd	0,05 ± 0,01	0,02 ± 0,01
Cr	0,37 ± 0,01	0,21 ± 0,02
Cu	20,29 ± 2,08	13,08 ± 2,52
Hg	0,29 ± 0,05	0,18 ± 0,02
K	393,84 ± 69,93	212,12 ± 29,24
Mg	20,18 ± 1,47	25,19 ± 1,70
Na	461,10 ± 51,79	298,07 ± 41,26
Ni	0,19 ± 0,01	0,16 ± 0,01
Pb	1,26 ± 0,31	0,32 ± 0,07
Si	9,63 ± 0,40	17,43 ± 1,34
V	0,11 ± 0,01	0,08 ± 0,01

-40

• ■ Циклический спорт/Cyclic sports

Избыток и дефицит макро- и микроэлементов у мальчиков Магадана с разной спортивной специализацией (человек)

Excess and deficiency of macro- and microelements in adolescent males from Magadan by sport (absolute value)

В группе единоборцев адаптационный потенциал составит 43,4 усл. ед., у лыжников он оказался значительно ниже (11,4 усл. ед.). Возможно, разница связана с разнонаправленной нагрузкой и сложной системой регуляции, отличием нервного и метаболического ответов. Значение адаптационного показателя в данном случае не является прямым свидетельством о том, лучше или хуже приспособлен организм, а лишь демонстрирует разницу составных частей этого параметра и отражает дифференции взятых показателей биоэле-ментной и гемодинамической систем.

Заключение. Исследование выявило, что у молодых спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта (лыжники), основные показатели гемодинамики выше, чем у единоборцев, что объяснимо занятиями на открытом воздухе и монотонностью нагрузок. В свою очередь, у единоборцев значимо больше связей между МЭ и показателями ССС (91 связь), чем у лыжников (73 связи). Спортсмены неодинаково сталкиваются с дисбалансом МЭ : у единоборцев дефицит Ca, Co, Mg, I, а у лыжников – Ca, Co, Cu, Fe, Se, Zn, I. У единоборцев также выявлен избыток Cd, Cu, K, Na, V, Pb.

Для поддержания оптимального уровня микроэлементов спортсменам необходимо учитывать индивидуальные потребности, консультироваться с врачом или диетологом. Сбалансированная диета способствует улучшению спортивных результатов и укреплению здоровья. Важно продолжать исследования роли микроэлементов в сердечнососудистой системе у спортсменов с разной специализацией. Это поможет улучшить тренировки и образовательный процесс в условиях Крайнего Севера и будет способствовать развитию научных основ физической культуры и спорта для детей и подростков.