Приспособительные реакции, поддерживающие высокий уровень функциональных возможностей у действующих спортсменок-ветеранов

Актуальность. В организме человека наряду с инволютивным угасанием активности функций жизнеобеспечения и обмена веществ, мобилизуются физиологические механизмы, поддерживающие приспособительные возможности и задерживающие возрастную деградацию. В свою очередь, внешним мобилизующим фактором адаптации в инволютивных периодах онтогенеза, является адекватно дозированная физическая нагрузка, благодаря которой функциональные резервы организма повышаются. При этом общепринятой закономерностью является падение с возрастом функциональных резервов, что подразумевает снижение предлагаемых величин физической нагрузки [1]. В то же время устойчивый интерес вызывают сегодня технологии относительно интенсивного мышечного тренинга, поддерживающие в течение многих десятков лет (вплоть до старости) высокий уровень физических параметров тела, что особенно актуально для женщин [2, с 106; 7, с. 720]. Показано, что у женщин, которые продолжительное время систематически выполняли мышечные тренировки (в профессиональном спорте, балете) имели место кумулятивные эффекты, позволяющие в возрасте 40-55 лет удерживать высокий и равноценный молодому возрасту, уровень функционального состояния [4]. Однако, несмотря на то, что данные факты обращают на себя внимание видных ученых в области физиологии, спорта, восстановительной и репродуктивной медицины [5, 6], физиологические механизмы, обеспечивающие поддержание высокого уровня функционального состояния в женском организме в позднем онтогенезе изучены не при всех возможных условиях. Цель работы – исследование особенностей приспособительных реакций организма женщин уникальной категории – действующих спортсменок ветеранов 37-45 лет, длительное время находящихся в условиях физических тренировок.

Методы. Под наблюдением находились действующие спортсменки ветераны (37-45 лет, n=18) и дей- ствующие молодые спортсменки 16-26 лет (n=30). Все спортсменки имели квалификацию МС, МСМК и являлись представителями легкой атлетики, плавания, велоспорта, выступающими на длинных соревновательных дистанциях. Также обследованы нетренированные женщины 37-45 лет (n=18) не имеющие отклонений в состоянии здоровья. Исследование физического развития и работоспособности проводили с помощью антропометрии, динамометрии, спирометрии, велоэр-гометрии и других функциональных измерений. Определяли длину тела (ДТ), массу тела (МТ), силу мышц кисти (СМК,%), длину окружности грудной клетки на вдохе и на выдохе (ДОКГ, см), дыхательную экскурсию грудной клетки (ДЭ, см), жизненную емкость легких (ЖЕЛ), жизненный индекс (ЖИ, мл/кг=ЖЕЛ/МТ), силовой индекс (СИ, %=СМК/МТ), частоту сердечных сокращений (ЧСС уд/мин), артериальное давление систолическое (АДсист), индекс двойного произведения (ДП, усл. ед.=АДсист х ЧСС), индекс массы тела (ИМТ, г/см=МТ/ ДТ). Физическую работоспособность и аэробные возможности определяли в тесте PWC170 (для нетренированных женщин в модификации PWCAF), в котором выполняли две нагрузки разной мощности (W1=65-75Вт, ЧСС 150-155уд/мин и W2=130-150Вт, ЧСС 165-170уд/ мин). Парциальное давление кислорода в выдыхаемом воздухе (РЕО2, мм рт.ст.) приведенное к условиям STPD, определяли газометрическим методом. Анализ выдыхаемого воздуха проводили с помощью радиоиз-мерительного газоанализатора типа ПГА-КМ (для анализа кислорода), минутный объем дыхания (VЕ, 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=VЕ х DРЕО2 х1000/100, где D – разница РЕО2 при W1 и W2. Гормональный профиль изучали методом твердофазного иммуноферментно-го анализа (иммуноферментный полуавтоматический планшетный фотометр Stat Fax 2100, термостат – шейкер на 2 планшета Stat Fax 2200, Awareness Technology, США) содержания гормонов эстрадиола, фолликулостимулирующего (ФСГ) и лютеинизирующего гормона (ЛГ) (набор реагентов Estradiol ELISA Kit, The Calbiotech, Inc CBI, США, ДС-ИФА–гонадотропины-ФСГ, Гонадотропин ИФА-ЛГ, референсные значения эстрадиола 10-370 пг/мл). В серии исследований уровня лактата (La) использовали анализатор лактата LACTATEPLUS Sports (США), тест полоски на лактат LactatePlus – TestStrips. Заборы капиллярной крови из пальца проводили с использованием одноразовых ланцетов Safety. Неспецифические реакции изучали путем определения соотношения лейкоцитов в лейкоцитарной формуле с использованием полуавтоматического биохимического анализатора. Вегетативную регуляцию и функции кардио-гемодинамики исследовали реографическим методом на восьмиканальном тетраполярном реогра-фе РЕОКОМ Стандарт (ХАИ-МЕДИКА, Украина). Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) осуществляли путем записи ЭКГ с регистрацией 5-минутных фрагментов кардиоинтервалограммы (КИГ). При статистической обработке КИГ анализировали: ЧСС (уд/мин), стандартное отклонение средних значений NN интервалов (SDNN); число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве (pNN50, n), соотношение трех видов волн различной частотной характеристики (с высокочастотными колебаниями (HF) в границах от 0,15 до 0,4 Гц, низкочастотными колебаниями (LF) в границах от 0,04 до 0,15 Гц и колебаниями очень низкой частоты (VLF) в границах от 0 до 0,04 Гц.). В качестве гемодинамических показателей использовали: ударный объём крови (УО, мл), минутный объём крови (МОК, л/мин), работоспособность левого желудочка (РЛЖ, кгм). В качестве функциональной пробы предлагали велоэргометрический тест сту-пенчато-возрастающей нагрузки, в котором по параметрам мощности (W) и интенсивности (ЧСС) воздействия моделировались режимы работы – аэробный (W1 – 50 Вт, ЧСС -130-140 уд/мин), аэробно-анаэробный (W2 – 100-120 Вт, ЧСС 150-160 уд/мин), анаэробно-аэробный (W3 – 150-220 Вт, ЧСС 170-185 уд/мин). Для исследования отобраны женщины с сохраненным менструальным циклом, не использующие противозачаточные препараты и давшие добровольное информированное согласие. Исследуемые показатели изучались в разные периоды менструального цикла (МЦ) – 1-3, 8-9, 13-16, 20-22, 26-27 день от начала МЦ. 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 проводилось вычисление среднего значения – х, стандартной ошибки – Sx. Статистически значимые различия определялись с помощью t-критерия Стьюдента, значимые различия считались при р<0,05. В случае, когда статистические данные не подчинялись закону нормального распределения, анализ проводили по показателям медианы минимального и максимального значений – Ме (min; max), интерквартильного размаха – IQR. Статистически значимые различия определяли используя критерий Т-Вилкоксона и U-критерий Манна-Уитни, значимыми различия считались при р<0,05.

Результаты. При изучении адаптационных возможностей организма в инволютивных периодах первостепенным является выявление предпосылок к сохранности параметров, напрямую взаимосвязанных с активностью физиологических функций, их полноценной и надежной реализацией. В первую очередь это касается интегральных показателей, отражающих интенсивность биоэнергетических процессов, и в частности, аэробных, так как чем выше активность в их использовании, тем организм жизнеспособнее. Такими показателями являются ИМТ, указывающий на интенсивность окислительных реакций в обмене веществ, а также СИ, отражающий метаболическую активность мышечной ткани, ее митохондриального аппарата в поглощении кислорода. У спортсменок 37-45 лет установлено значимое увеличение ИМТ до 348,22±3,89 г/ см относительно показателя 16-26 лет 306,75±4,71, p<0,01. При этом у спортсменок 37-45 и 16-26 лет показатель СИ не имел достоверных различий (соответственно 60,37±4,27 против 53,15±3,42, p>0,05), то есть увеличение массы тела в возрасте 37-45 лет не сопровождалось увеличением активности мышечной ткани. Данный факт говорит о снижении интенсивности окислительных процессов и падении аэробных резервов у спортсменок 37-45 лет. Основными системами, определяющими аэробную производительность, являются дыхательная и сердечно-сосудистая системы (ССС), а показателями соответственно ЖИ, ДП и МПК. У спортсменок 37-45 лет отмечали сравнительное снижение ЖИ до значений 48,38±4,69 мл/кг, р<0,05. В то время как индекс ДП, характеризующий систолическую работу сердца не имел у спортсменок значимых групповых различий и варьировал в пределах 80,12±7,14 и 84,23±4,56 усл. ед., р>0,05. То есть, у спортсменок 37-45 лет функциональные резервы легких, обеспечивающие адекватную кислородному запросу легочную вентиляцию, имели тенденцию к снижению, тогда как резервы миокарда соответствовали уровню спортсменок 16-26 лет. В свою очередь в группах спортсменок было определено отсутствие достоверных различий в величинах VO2 на ступенях нагрузки в тесте PWC170 (таблица 1). Очевидно должны существовать механизмы, позволяющие спортсменкам 37-45 лет при сниженных резервах дыхательного аппарата, поддерживать равнозначный с 16-26 годами уровень VO2. В связи с этим обращает на себя внимание, установленный у спортсменок 37-45 лет, факт сравнительно высокой подвижности грудной клетки (дыхательная экскурсия соответственно 8,21±1,12 против 5,10±0,59 см, р<0,05). Данный факт может обсуждаться в качестве компенсаторноприспособительного механизма, обеспечивающего равноценный молодым спортсменкам, уровень вентиляции и потребления кислорода при форсированном дыхании. Также у спортсменок 37-45 лет достижение равнозначной молодым спортсменкам величины VO2 регистрировали при меньшей мощности нагрузки W2 (соответственно 1089,9±21,66 против 1349,2±23,57 кг.м.мин-1, p<0,05), что говорит об экономизации энерготрат и обусловленного ею эффективному удержанию высокого уровня аэробной производительности.

Анализ аналогичных показателей аэробных возможностей нетренированных женщин показал, что они находятся на сравнительно низком функциональном уровне.

Инволютивно-возрастные процессы в женском организме характеризуются изменением гормонального фона. При изучении гормонального профиля спортсменок 37-45 лет установлено, что уровень ФСГ на 2-3 день МЦ составляет 25,4±1,42 мМЕ/мл, а содержание ЛГ в межменструальный период 70,9±4,49 мМЕ/мл, что превышает пороговые значения нормы для репродуктивного возраста. Уровень эстрадиола в предполагаемый

период овуляции по значению Ме в группах женщин 37-45 лет в сравнении с 16-26 годами достоверно ниже (13-16 день p<0,05), (таблица 2), что свидетельствует о снижении возможности наступления овуляции. Изве-сто, что содержание эстрадиола в инволютивном периоде колеблется в широком диапазоне, что обусловлено дисбалансом нейро-гормональной регуляции [4]. Значения 75/25%IQR у спортсменок 37-45 лет говорят о сравнительно меньших уровневых перепадах этого гормона (соответственно спортсменки 75/25%IQR=48, нетренированные женщины 75/25%IQR=138) и о большей эффективности компенсаторно-приспособитель- ных механизмов стероидогенеза, выравнивающих эстрогенный фон.

Важнейшая роль в формировании условий, повышающих приспособительные возможности организма, принадлежит системе крови и ее неспецифической резистентности к сдвигам внутренней и внешней среды. Нами определено формирование неспецифических реакций у спортсменок 37-45 лет на уровне спокойной активации (лимфоциты в диапазоне 27,95±0,6130,34±0,69%, p>0,05), что стабилизировано в течение МЦ. В то время, как у спортсменок 16-26 лет отмечали колебания неспецифической активности от реакций

тренировки до уровня реакций повышенной активации (лимфоциты в диапазоне 26,82±1,36-34,94±0,26%, p<0,05).

Известно, что уровни активности неспецифических механизмов в сочетании с динамикой образования метаболических факторов утомления свидетельствуют о цене адаптации, что важно для оценки потенциала функциональных резервов и компенсаторных реакций. Динамику данных факторов наблюдали в условиях ступенчато-возрастающей нагрузки. В группах спортсменок регистрировали достижение анаэробного порога (содержание La в значении Ме (min, max) в пределах 4 (2; 4) момль/л, p>0,05) при выполнении работы в режиме W1. Повышение интенсивности работы в режиме W2 обусловливало в группах спортсменок увеличение содержания La до значений 6 (4; 6) ммоль/л, p>0,05. При переходе на высокоинтенсивный режим работы W3 у спортсменок инволютивного периода достоверного повышения величины La не установлено (37-45 лет La=8 (0,5; 10) ммоль/л, p>0,05; 16-26 лет La=8 (6; 13,5) ммоль/л, p<0,01). Учитывая, что метаболические факторы утомления усиливают ответ со стороны ЦНС и повышают энергетическую «цену» адаптации, то у спортсменок 37-45 лет отмечается понижение ее цены. Это способствует экономизации и сохранению аэробных резервов при смешанных режимах работы за счет снижения интенсивности гликолитических реакций и повышает способность организма переносить высокоинтенсивные физические нагрузки [3, с. 32]. Также достижение спортсменками 37-45 лет сравнительно узкого диапазона метаболической реакции свидетельствует об устойчивом алгоритме энергообмена и является отражением эффекта кумуляции. В группе нетренированных женщин 37-45 лет установлены сравнительно низкие уровни активности неспецифических реакций (реакции ориентировки и тренировки) с элементами напряжения по показателю соотношения эозинофилов в значении Ме (1 (1; 4) %, p<0,05). При этом определен сравнительно высокий уровень Lа в условиях низкоинтенсивных режимов работы (W1 La=6 (5; 6) ммоль/л; W2 La=9 (6; 9,5) ммоль/л, p<0,01; W3 La=8 (2,5; 8) ммоль/л, p<0,05), что говорит о высокой энергетической цене и несовершенстве регуляторных механизмов адаптации. Сохранению приспособительных резервов способствует сбалансированная вегетативная нервная регуляция, которая в женском организме находится во взаимосвязи с содержанием эстрогенов, оказывающих влияние на барорефлекторную чувствительность и эффективность миокардиальных механизмов [6]. С наступлением периода второго зрелого возраста, то есть после 35 лет, в женском организме продукция эстрогенов яичниками снижается, что влияет на высшую нервную деятельность и влечет за собой преобладание процессов возбуждения, нарушение вегетативной регуляции ССС [2]. Статистический анализ ВСР в исходном состоянии показал, что в течение МЦ величины SDАNN, характеризующие уровень интегральной нейрогумо-ральной регуляторной активности у спортсменок 37-

45 и 16-26 лет находились в равнозначном диапазоне – 46,8±2,09 – 70,2±3,00 и 46,5±1,32 – 69,6±2,24, p>0,05. В свою очередь диапазон величин SDАNN у нетренированных женщин 37-45 лет находился в сравнительно низких границах 26,5±1,83 – 60,1±2,43, р<0,05. Анализ соотношения симпато-парасимпатических влияний выявил наиболее выраженные групповые различия в величинах показателя pNN50, диапазон значений которого у спортсменок 37-45 лет находился в пределах от 8,5±4,66 до 17,0±1,66 %, у нетренированных женщин 37-45 лет в пределах 3,07±0,2 – 15,0±1,20, р<0,05, а у спортсменок 16-26 лет в пределах от 17,4±2,76 до 42,1±3,22 %, р<0,01. Выявленная тенденция говорит о падении парасимпатических влияний в 37-45 лет, как у спортсменок, так и у нетренированных женщин. Спектральный анализ ВСР показал, что величины мощности колебаний в спектре LF– и НF-волн находятся в возрастных группах спортсменок в равнозначном диапазоне (LF-волны 37-45 лет 1719,6±16,26 – 480,0±3,52 мс2, 16-26 лет 1666,8±18,20 – 453,23±8,69 мс2, p>0,05; НF-волны 37-45 лет 2428,6±19,50 – 477,5±7,65 мс2; 1626 лет 2065,9±14,8– 591,37±16,95 мс2, p>0,05). Тогда как мощность колебаний VLF-волн у спортсменок ветеранов была достоверно ниже (37-45 лет 888,8±7,74 – 376,3±6,80 мс2, 16-26 лет 1581,8±17,66 – 1055,94±19,56 мс2, р<0,01), то есть определялось снижение централизации в управлении сердечным ритмом, что является благоприятным фактором вегетативной регуляции. В группе нетренированных женщин 37-45 лет мощность колебаний в спектре LF-, НF-волн, была достоверно ниже (LF-волны 1402,9±11,36 – 332,2±9,76 мс2, р<0,05; НF-волны 1691,1±12,64 – 208,7±4,86 мс2, р<0,05) а в спектре VLF-волн, напротив достоверно выше (VLF-волны 1065,65±11 – 561,1±12,24 мс2, р<0,05). Мышечная работа в высокоинтенсивном режиме W3 явилась критерием, определяющим регуляторные резервы в группах обследуемых женщин. В завершении работы в данном режиме в группах спортсменок в межменструальный период (8-27 день от начала МЦ) установлено снижение значений мощности VLF-волн и достоверное повышение значений мощности HF-волн, что создает условия для повышения резервов механизма автономной регуляции. У нетренированных женщин 37-45 лет отмечено повышение мощности WLF– и LF-волн, что говорит о напряжении регуляторных механизмов.

Анализ кардио-гемодинамики в условиях режима работы W3 позволил дифференцировать резервные возможности циркуляторного и кардиального звеньев ССС. Показатели МОК и УО в течение МЦ в исходном состоянии у спортсменок 37-45 лет в сравнении с 16-26 годами были достоверно ниже (диапазон МОК 37-45 лет 4,3±0,03 – 6,2±0,83 л/мин, 16-26 лет 4,7±0,08 – 6,9±0,61 л/мин, р<0,05; диапазон УО 37-45 лет 59,7±1,92 – 73,9±2,36 мл; 16-26 лет 61,9±1,45 – 82,6±1,78 мл, р<0,05), в то время как в завершении работы не имели достоверных различий (диапазон МОК 37-45 лет 14,6±0,66 – 16,9±0,56 л/мин; 16-26 лет 14,6±0,43 – 13,8±0,89 л/мин, p>0,05; диапазон УО 37-45 лет 88,2±1,20 – 96,6±3,11 мл;

16-26 лет 81,4±1,59 – 96,8±3,92 мл, p>0,05). Также доля ЧСС в приросте МОК в течение МЦ в группах спортсменок была равнозначная (диапазон 37-45 лет 123,32±6,14 – 130,71±2,43%; 16-26 лет 118,78±4,24 – 141,35±6,75%, p>0,05). Тогда как доля УО в приросте МОК у спортсменок 37-45 лет была достоверно выше и находилась в диапазоне 19,09±1,02 – 26,9±2,27%, а в 16-26 лет максимальный предел УО достигал 17,05±2,68%, р<0,05. Необходимо отметить, что у спортсменок 16-26 в течение МЦ определялись отрицательные инотропные эффекты в менструальном и предменструальном периодах (снижение УО в пределах 8-22%), что очевидно обусловлено падением в данных периодах эстрогенного фона и не характерно для 37-45 летних спортсменок. В свою очередь суммарная доля прироста РЛЖ и МОК в периодах МЦ у спортсменок 37-45 лет составила соответственно 344,6±7,26 и 835,2±6,87%, а в 16-26 лет 410,3±6,61 и 532,9±9,02%, р<0,05, р<0,01. Выявленные факты говорят о том, что достижение спортсменками 37-45 лет равнозначной с 16-26 годами величины МОК при выполнении работы в режиме W3 происходило при сравнительно меньшем напряжении кардиального компонента и большей мобилизации циркуляторного звена. Сравнение аналогичных регуляторных и кардио-гемодинамических показателей нетренированных женщин показало качественно низкий уровень вегетативной регуляции, что особенно проявлялось при выполнении нагрузочного теста и выражалось в неблагоприятном алгоритме регуляции – значительным повышением мощности LF– и VLF-волн, падением РЛЖ и УО ниже исходного уровня при выполнении работы в низкоинтенсивных режимах.

Выводы.

• 1.    Установлено, что ряд функциональных параметров у спортсменок ветеранов 37-45 лет соответствует уровню 16-26 летних спортсменок. При этом, у спортсменок 37-45 лет определено сравнительное снижение адаптационных резервов при высокоинтенсивных режимах мышечной работы.

• 2.    Поддержание относительно высокого уровня функциональных возможностей спортсменок 37-45 лет осуществляется за счет приспособительных и компенсаторно-приспособительных реакций, при которых мобилизуются гормональные, нервные, гемодинамические и вентиляторные механизмы адаптации.

• 3.    Показано, что снижение аэробных резервов компенсируется повышением легочной вентиляции за счет увеличения подвижности грудной клетки. Поддержание оптимального гормонального и вегетативного баланса происходит при участии механизмов саморегуляции, направленных на стабилизацию эстрогенного фона, усиление парасимпатических нервных влияний, мобилизацию циркуляторного звена сердечно-сосудистой системы.

• 4.    Полученные данные могут быть использованы в качестве прогноза приспособительных возможностей женщин 37-45 лет, которые поддерживают высокий уровень функционального состояния средствами физического тренинга в условиях регулярных и продолжительных занятий спортом.