Показатели сердечно-сосудистой системы и биохимический профиль юношей разных соматотипов на различных этапах нагрузочного тестирования

A.Yu. Prikhodko1,2,3, ,

M.S. Golovin1, ,

E.Yu. Trifanov1, ,

R.I. Aizman1,4, ,

Введение. В процессе физкультурноспортивной деятельности возникает необходимость длительного периода поддержания повышенной функциональной активности различных органов и систем [2, 6, 9]. Как известно, функциональная устойчивость организма рассматривается как способность поддерживать в стрессовых условиях эффективную работоспособность при сохранении гомеостаза [1, 4, 12]. В частности, определение активности ферментов в сыворотке крови может быть использовано как в мониторинге тренировочного процесса, так и для оценки состояния метаболизма в организме [2, 5]. Вместе с тем длительные физические нагрузки можно использовать в качестве модели для оценки функциональной активности различных органов и систем, определяющих резервные возможности организма [4, 6, 11]. Акту- альность настоящей работы обусловлена малым количеством работ, посвященных реакции и устойчивости функциональных систем организма и биохимического профиля юношей разных типов конституции к предельным нагрузочным пробам.

Цель. Оценить изменения биохимических показателей крови, ЧСС и артериального давления у юношей разных соматотипов до, при отказе и спустя 10 минут восстановительного промежутка после максимальной нагрузочной пробы на тредбане.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие юноши-студенты очного отделения вуза без ограничений по здоровью в возрасте от 19 до 23 лет в количестве 19 человек. По результатам соматотипирования по Хит – Картеру [7, 8, 10] испытуемых разделили на две группы в зависимости от выражен- ности компонентов телосложения: мезоэндо-морфный и эндомезоморфный соматотипы (9 человек, в последующем для упрощения именуемые как эндоморфный) и эктомезо-морфный и мезоэктоморфный (10 человек, аналогично предыдущему обозначенные как эктоморфный) соматотипы. Каждый участник исследования подписал добровольное согласие на участие в эксперименте. Начальная скорость ступенчатого теста составила 6 км/ч. Длительность бега на каждой ступени – 3 минуты. Повышение скорости каждой последующей ступени составляло 1 км/ч. Суммарная мышечная работа при беге на тредбане складывалась из «работ» на отдельных ступенях: Ai = m·(Vi·ti), где m – масса тела испытуемого, Vi – скорость движения полотна дорожки на каждой ступени, ti – время бега на i-й ступени. Забор капиллярной крови из пальца проводили в период 15-секундной паузы между ступенями и сразу после отказа от продолжения бега, когда испытуемый вставал на неподвижную часть тредбана. Вклад лактат-ного (EaiLa, кДж) механизма энергообеспечения рассчитывали по разнице концентраций лактата (∆La, ммоль/л) в капиллярной крови до и после теста: EaiLa = ∆La·0,0624·m/p, где m – масса тела человека, p – плотность тела человека принята за 1 кг/л. [3]. Концентрацию лактата и глюкозы в капиллярной крови после 1 ступени принимали за фоновые значения. Определение концентрации лактата и глюкозы проводили на приборе Super GL Ambulance (Dr. Muller, Германия). Для оценки биохимического профиля в конце исследования забирали венозную кровь в объеме 5–6 мл, в плазме которой определяли концентрацию следующих веществ: общего белка, альбумина, мочевины, мочевой кислоты, креатинина, триглицеридов, железа, кальция, магния, аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы и креатинфосфокиназы – с помощью биохимического анализатора BS-200E (Mindray, Китай). ЧСС на всех ступенях теста фиксировали по показаниям кардиопередатчика Polar H10 (POLAR Electro, Финляндия). Величину артериального давления определяли механическим тонометром (Pressica Riester, Германия). Юноши выполняли бег на беговой дорожке Spirit Fitness XT 685 AC (Hasttings, США). Толщину кожно-жировых складок оценивали с помощью механического калиперметра (Калифорния, США) в десяти точках тела: под подбородком, на щеке, над грудью, под лопаткой, справа от пупка, на задней поверхности предплечья, над подвздошной костью, на уровне 10 ребра, над коленом, на икроножной мышце. Кистевую силу определяли с помощью динамометра ДМЭР-120 (Тулиновский Приборостроительный Завод, Россия). Рассчитывали индексы Кетле (вес / рост2, кг / м2), Пинье [рост (см) – вес (кг) – обхват груди (см)] и мышечный (ОПН – ОПП) / ОПП)·100 %, где ОПН – окружность плеча в напряжении; ОПП – окружность плеча в покое.

Результаты обработаны методами математической статистики с применением пакета прикладных программ Statistica 10.0 for Windows. Данные непараметрических методов обработки представлены в виде медианы Me и Q1 – нижняя квартиль (25 %), Q3 – верхняя квартиль (75 %), а параметрических – как среднее значение и ошибка среднего (M ± m). Достоверными считали различия при уровне значимости ≥ 95 %.

Результаты. Выявлено, что базовые морфологические показатели, а именно индексы Кетле и Пинье, суммарная толщина кожножировых складок, достоверно отличались между юношами разных соматотипов, указывая, что эндоморфный тип имеет крепкое телосложение, а эктоморфный – уровень ниже среднего.

Хотя ступень отказа, на которой студенты прекращали работу, практически не отличалась между группами, тем не менее отмечалась отчетливая тенденция к выполнению большей суммарной мышечной работы и большей потери массы тела у представителей эндоморфного соматотипа по сравнению с эктоморфным, тогда как показатели кистевой силы и мышечный индекс имели противоположную тенденцию (табл. 1).

Анализ функциональных показателей сердечно-сосудистой системы и углеводного обмена показал (табл. 2), что значения САД после нагрузки достоверно возрастали относительно фона у юношей обеих групп, при этом между группами достоверных различий не наблюдалось.

Между тем у представителей эндоморфного соматотипа зафиксировано более значимое повышение частоты сердечных сокращений по сравнению с эктоморфным. Более того, при переходе на следующую ступень у представителей эндоморфного соматотипа

Таблица 1

Table 1

Показатели / Parameter	Соматотип / Somatotype
	Эндоморфный Endomorph (n = 9)	Эктоморфный Ectomorph (n = 10)
Эндоморфия, балл / Endomorphy, score	5,55 ± 0,54▲	2,90 ± 0,28
Мезоморфия, балл / Mesomorphy, score	4,86 ± 0,18▲	3,40 ± 0,14
Эктоморфия, балл / Ectomorphy, score	1,77 ± 0,28▲	4,00 ± 0,20
Индекс Кетле / Quetelet index	25,03 ± 0,80▲	20,71 ± 0,46
Индекс Пинье / Pignet index	9,89 ± 4,38▲	32,74 ± 2,38
Мышечный индекс / Muscle index	14,67 ± 2,00	17,08 ± 1,26
Кистевая сила, кгс/см2 / Hand strength, kgf / cm2	46,53 ± 1,86	48,07 ± 2,77
Сумма складок, см / Fold sum, cm	143,77 ± 16,66▲	92,52 ± 6,62
Потеря массы тела, % / Body weight loss, %	0,974 (0,548/1,097)	0,658 (0,462/0,987)
Ступень отказа / Stage at fatigue	7,0 ± 0,67	6,5 ± 0,42
Суммарная мышечная работа, кг·м Total muscular performance, kg·m	355905 (328050/380816)	271181 (238700/319140)

Морфологические и силовые показатели юношей разных соматотипов

Morphological and strength characteristics of young males of different somatotypes

Примечание. Здесь и в табл. 2, 3: ▲ – достоверно относительно эктоморфного соматотипа; / – разделение нижней и верхней квартили.

Note. Here and in tables 2 and 3: ▲ – differences are significant compared to ectomorphs; / – lower and upper quartiles.

Таблица 2

Table 2

Показатели сердечно-сосудистой системы и глюкозо-лактатной взаимосвязи в капиллярной крови у юношей разных соматотипов на разных этапах нагрузочного теста

Parameters of the cardiovascular system and capillary blood glucose and lactate levels in young males of different somatotypes at different stages of treadmill testing

Показатели Parameter	Период исследования Stage of study	Соматотип / Somatotype
		Эндоморфный Endomorph (n = 9)	Эктоморфный Ectomorph (n = 10)
САД, мм рт. ст. SBP, mmHg	Фон / Baseline	123,9 ± 4,1	119,5 ± 2,4
	Отказ / Fatigue	179,4 ± 6,3■	178,0 ± 4,9■
	Восстановление / Recovery	117,8 ± 6,2	116,0 ± 3,7
ЧСС, уд./мин HR, bpm	Фон / Baseline	71 (70/73)	69 (58/76)
	После 1-й ступени / After stage 1	143,2 ± 3,1■	129,3 ± 5,6■
	После 2-й ступени / After stage 2	*157,5 ± 2,4▲■	140,1 ± 5,5■
	После 3-й ступени / After stage 3	*166,6 ± 2,6▲■	148,5 ± 5,8■
	После 4-й ступени / After stage 4	*174,5 ± 2,8▲■	159,0 ± 5,1■
	После 5-й ступени / After stage 5	*180,6 ± 2,8▲■	166,3 ± 4,7■
	После 6-й ступени / After stage 6	*186,2 ± 3,3▲■	173,8 ± 3,7■
	Отказ / Fatigue	197,4 ± 2,7▲■	183,6 ± 4,4■
Концентрация лактата в капиллярной крови, ммоль/л Capillary blood lactate, mmol/l	После 1-й ступени / After stage 1	3,26 ± 0,24	2,88 ± 0,34
	После 2-й ступени / After stage 2	*2,52 ± 0,21	*1,95 ± 0,20
	После 3-й ступени / After stage 3	*3,17 ± 0,25▲	2,26 ± 0,21
	После 4-й ступени / After stage 4	*3,94 ± 0,31▲	*2,84 ± 0,22
	После 5-й ступени / After stage 5	*5,02 ± 0,41▲■	*3,77 ± 0,29■
	После 6-й ступени / After stage 6	*6,86 ± 0,64▲■	4,64 ± 0,43■
	Отказ / Fatigue	13,50 ± 1,36▲■	7,95 ± 1,03■
	Восстановление / Recovery	8,61 ± 1,27▲■	4,89 ± 0,84■
Лактатный вклад в энергообеспечение (EaiLa), кДж Lactate metabolism (EaiLa), kJ		50,23 ± 6,44▲	22,81 ± 4,92

Окончание табл. 2

Table (еnd) 2

Показатели Parameter	Период исследования Stage of study	Соматотип / Somatotype
		Эндоморфный Endomorph (n = 9)	Эктоморфный Ectomorph (n = 10)
Концентрация глюкозы в капиллярной крови, ммоль/л Capillary blood glucose, mmol/l	После 1-й ступени / After stage 1	4,49 ± 0,08	4,37 ± 0,19
	После 2-й ступени / After stage 2	4,44 ± 0,11	4,43 ± 0,18
	После 3-й ступени / After stage 3	4,42 ± 0,11	4,47 ± 0,15
	После 4-й ступени / After stage 4	4,30 ± 0,13	4,48 ± 0,17
	После 5-й ступени / After stage 5	4,28 ± 0,10	4,54 ± 0,17
	После 6-й ступени / After stage 6	4,38 ± 0,11	4,44 ± 0,16
	Отказ / Fatigue	5,77 ± 0,34▲■	4,83 ± 0,21■
	Восстановление / Recovery	5,62 ± 0,24■	4,99 ± 0,25■

Примечание. * – достоверно относительно значений предыдущей ступени; ■ – достоверно относительно фоновых значений (или показателей 1-й ступени). Остальные обозначения такие же, как в табл. 1.

Note. * – changes are significant compared to the previous stage; ■ – changes are significant compared to baseline values (or values of the 1^st stage). The rest is as in Table 1.

Таблица 3

Table 3

Биохимические показатели сывороточной крови у юношей разных соматотипов в покое и спустя 10 мин восстановления после отказа от нагрузки Blood biochemistry in young males of different somatotypes at rest and after a 10-minute rest period after exercise to fatigue

Показатели Parameter	Период исследования Stage of study	Соматотип / Somatotype
		Эндоморфный Endomorph (n = 9)	Эктоморфный Ectomorph (n = 10)
Креатинин, мкмоль/л Creatinine, µmol/l	Фон / Baseline	94,97 (87,72/100,38)	93,58 (87,88/99,56)
	Восстановление / Recovery	98,66 (96,29/107,44) ■	97,11 (95,45/111,0) ■
Триглицериды, ммоль/л Triglycerides, mmol/l	Фон / Baseline	1,22 ± 0,26	1,12 ± 0,24
	Восстановление / Recovery	0,87 ± 0,10	1,17 ± 0,26
Кальций, ммоль/л Calcium, mmol/l	Фон / Baseline	2,37 (2,34/2,41)	2,38 (2,32/2,44)
	Восстановление / Recovery	2,38 (2,23/2,43)	2,33 (2,29/2,34)
Мочевина, ммоль/л Urea, mmol/l	Фон / Baseline	4,12 (3,55/5,74)	4,18 ± 0,38
	Восстановление / Recovery	4,14 (3,83/5,94)	4,32 ± 0,39
Мочевая кислота, мкмоль/л Uric acid, µmol/l	Фон / Baseline	425,90 ± 34,22	375,91 ± 23,74
	Восстановление / Recovery	437,23 ± 42,63	396,12 ± 18,83
Общий белок, г/л Total protein, g/l	Фон / Baseline	82,7 (81,0/85,5)	83,4 (79,9/84,7)
	Восстановление / Recovery	90,9 (86,8/91,5) ■	82,5 (81,8/90,5)
Альбумин, г/л Albumin, g/l	Фон / Baseline	60,16 ± 1,11	59,98 ± 0,81
	Восстановление / Recovery	61,04 ± 1,11	61,35 ± 0,63
Магний, ммоль/л Magnesium, mmol/l	Фон / Baseline	0,70 ± 0,03	0,68 ± 0,03
	Восстановление / Recovery	0,64 ± 0,03	0,65 ± 0,03
Креатинфосфокиназа, ед/л Creatine phosphokinase, U/l	Фон / Baseline	117,3 (89,2/152,1)	104,8 (61,2/143,5)
	Восстановление / Recovery	131,9 (112,5/170,6) ■	132,5 (65,7/161,8) ■
Железо, мкмоль/л Iron, µmol/l	Фон / Baseline	23,14 ± 2,21	22,20 ± 2,62
	Восстановление / Recovery	27,35 ± 2,61▲	19,68 ± 2,99
Аланинаминотранс-фераза, ед/л Alanine aminotransferase, U/l	Фон / Baseline	11,10 ± 1,53	9,39 ± 0,86
	Восстановление / Recovery	12,63 ± 2,43	8,74 ± 0,63
Аспартатаминотранс-фераза, ед/л Aspartate aminotransferase, U/l	Фон / Baseline	23,08 ± 2,40	20,56 ± 1,52
	Восстановление / Recovery	25,56 ± 2,20▲	19,38 ± 1,30

Примечание. Восстановление – забор крови производили после 10-минутного восстановительного периода, при котором скорость полотна тредбана регулировали так, чтобы показания ЧСС находились в пределах 140 уд./мин.

Note. Recovery – blood collection was performed after a 10-minute rest period, when the treadmill speed was limited to 140 bpm.

наблюдался достоверный прирост ЧСС по сравнению с предыдущей ступенью, тогда как у юношей эктоморфного соматотипа такое повышение ЧСС было менее выраженным и имело характер тенденции.

По концентрации лактата в капиллярной крови у юношей обеих групп наблюдали достоверные отличия относительно предыдущей ступени, начиная со второй, при этом имелись значимые различия между соматотипически-ми группами, начиная с 3-й ступени, а также при отказе и восстановлении. У юношей эндоморфного соматотипа концентрация лактата была значительно выше, и сдвиг произошел уже после 2-й ступени теста, что отчетливо проявилось после 3-й ступени. Это может указывать на то, что на первых этапах циклической нагрузки у всех обследуемых определенный вклад в мышечную деятельность вносят аэробные процессы, а затем уже подключаются анаэробные механизмы энергообеспечения. Однако по приросту концентрации лактата в крови и его вкладу в энергообеспечение юноши эндоморфного соматотипа имели достоверно более высокие значения по сравнению с юношами с преобладающим компонентом эктоморфии.

Концентрация глюкозы в капиллярной крови юношей в динамике выполнения степ-теста практически не изменялась по сравнению с фоном внутри каждой соматотипиче-ской группы и между группами. Однако при отказе от продолжения работы и в периоде восстановления концентрация глюкозы в крови юношей обеих групп достоверно повыси-

лась относительно фоновых значений, но у представителей эндоморфного соматотипа достоверно выше, чем у эктоморфов. Вероятно, это связано с большим запросом глюкозы для обеспечения гликолитической системы на заключительных отрезках тестирования у эндоморфного соматотипа.

Анализ биохимических показателей (табл. 3) на фоне и в периоде восстановления показал значимые повышения концентрации креатинина и креатинфосфокиназы у юношей в обеих группах. При этом только в группе эндоморфного соматотипа наблюдалось достоверное повышение концентрации белка относительно фона, а также концентрации железа и аспартатаминотрансферазы по сравнению с юношами эктоморфного типа.

Заключение. Полученные данные доказывают наличие конституциональных морфофункциональных и биохимических особенностей у представителей изучаемых соматотипи-ческих групп, которые особенно выявляются после физической нагрузки. Юноши эктоморфного соматотипа по ключевым показателям функционального и биохимического анализов имели больший потенциал устойчивости в сравнении с эндоморфным. Вместе с тем особенностью мужчин эндоморфного соматотипа можно считать повышенный вклад процессов гликолиза в обеспечении мышечной деятельности. Правильная трактовка результатов тестирования может показать слабые места в оценке функциональной устойчивости организма и определить направления повышения его работоспособности без ущерба для здоровья.