Содержание цинка в образцах волос спортсменов пубертатного возраста
Автор: Петрушкина Надежда Петровна, Симонова Надежда Александровна, Коломиец Ольга Ивановна, Жуковская Елена Вячеславовна
Рубрика: Экспериментальные материалы
Статья в выпуске: 4 (12), 2020 года.
Бесплатный доступ
Исследовано содержание цинка в волосах спортсменов пубертатного возраста. Сравнение проведено с группой подростков, не занимающихся спортом. Для определения содержания микроэлементов применяли методы атомно-эмиссионной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой. Проведено сопоставление полученных результатов с рекомендуемыми референтными (25-75-центильный интервал) значениями. Содержание цинка в биосубстратах у подростков, включённых в обследование, находилось в пределах нормальных значений. В начале подготовительного периода у спортсменов отмечено достоверно более низкое содержание цинка, чем в контроле. В предсоревновательном периоде содержание цинка у спортсменов уменьшилось.
Спортсмены, пубертатный возраст, содержание цинка, спортивное питание
Короткий адрес: https://sciup.org/170191247
IDR: 170191247 | DOI: 10.24411/2409-4102-2020-10404
Текст научной статьи Содержание цинка в образцах волос спортсменов пубертатного возраста
Вопросам восстановления спортсменов и путям сохранения их здоровья в доступной литературе, связанной с подготовкой спортсменов, в том числе подросткового возраста, придаётся особое значение. Выбор восстановительных средств определяет скорость восстановления после мышечных нагрузок [4; 6; 8].
Возникающие в посттренировочном периоде изменения связаны в первую очередь с нормализацией обмена веществ, а именно с преобладанием анаболических процессов. При этом водноэлектролитный и кислотно-щелочной баланс возвращаются к исходным значениям, а энергоёмкие вещества восстанавливаются с некоторым избытком (феномен «суперкомпенсации»). Поиск путей ускорения и оптимизации этих процессов, а также пролонгирование полученных эффектов восстановления остаются предметом современной спортивной медицины.
Важную роль в регуляции практически всех функций организма играют микроэлементы. Физиологическую роль микроэлементов сравнивают с регуляторной ролью гормонов, поскольку они участвуют в большинстве жизненных процессов и биохимических реакций [3; 5; 11 и др.].
Микроэлементы ответственны за эффективность спортивной деятельности и здоровье спортсменов, поскольку принимают участие в передаче нервного импульса (K, Na), реализации различных свойств нервных процессов (Mg, Mn, J, Ca) — в иммунных реакциях (Mg, Mn, Zn, J), в синтезе гормонов и ферментов, участвующих в метаболических процессах (J, Se, Zn, Mg, Mn, Co) [8–11; 18].
В доступной литературе представлены сведения о роли некоторых микроэлементозов в возникновении экологической патологии (нарушения репродуктивной функции, железодефицитные анемии, заболевания почек, онкологические и др.) [1–3; 5; 9; 12–15]. Содержанию микроэлементов, участников метаболизма спортсменов также уделяется внимание [7; 8; 10–21].
Для спортсменов наряду с другими микроэлементами особенно важен цинк, поскольку интенсивность белкового метаболизма в организме спортсменов активируется этим элементом. Физиологическая функция цинка связана с вхождением его в состав более чем 300 клеточных ферментов. Эти ферменты обусловливают антиоксидантную защиту, регуляцию кислотно-щелочного равновесия, врождённого и приобретённого иммунитета, процессов остеогенеза, поддержания геномной стабильности, транскрипции, апоптоза и др.
Всё вышесказанное и определяет актуальность решения обозначенной проблемы.
Цель исследования: определение содержания цинка в организме спортсменов пубертатного возраста на различных этапах тренировочного процесса.
Материал и методы исследования. При проведении исследования соблюдались этические принципы, соответствующие положениям
Хельсинкской декларации 1975 г. и её пересмотру 1983 г.
Под наблюдением находились 60 спортсменов, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта (по 30 чел.) пубертатного возраста (основная группа) и 30 школьников аналогичного возраста, не занимающихся спортом (контрольная группа). От родителей обследованных лиц получено информированное согласие на проведение обследования.
Подростки обеих групп по уровню полового созревания относились к медиантам и по антропометрическим показателям достоверно не различались. Средняя масса тела в группе спортсменов составляла 47,2±0,63 кг, в контрольной группе 46,9±0,52 кг. Длина тела соответственно 158,3±1,04 и 158,6±0,79 см.
Для исследования у спортсменов в начале подготовительного и в конце соревновательного периода, а в контрольной группе однократно (в период, соответствующий первому обследованию хоккеистов) был проведён забор биосубстрата (волос) для исследования микроэлементного профиля подростков [2; 9; 16]. Состав микроэлементов определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой в Центре биотической медицины (Москва).
При анализе содержания цинка в волосах проведено межгрупповое сравнение медиан и сопоставление их со средними значениями концентрации в волосах (25–75-центильный интервал), представленными в работе А. В. Скального при проведении популяционных исследований в различных регионах России и Европы [15–16].
Результаты исследования и обсуждение. На первом этапе обследования спортсменов не было установлено различий между группами подростков, занимающихся циклическими (лыжники) и ациклическими (хоккеисты) видами спорта. В связи с этим с целью укрупнения материала они были объединены в одну группу. Согласно полученным результатам среднее содержание цинка у спортсменов в начале соревновательного периода составляло 169,1±12,12 мг/кг, в контрольной группе — 174,8±17,92 мг/кг. В конце соревновательного периода содержание цинка у спортсменов уменьшилось до 161,4±6,09 мг/кг.
Нижние и верхние границы физиологической нормы содержания цинка в волосах, рекомендуемые для сопоставления (интервал от 25 до 75 центилей) составляют 94 и 183 мг/кг.
Таким образом, содержание цинка в биосубстратах подростков на первом этапе исследования находилось в пределах нормальных значений. В конце соревновательного периода у активно тренирующихся спортсменов зарегистрировано достоверно более низкое по сравнению с исходными данными содержание цинка, хотя эти значения и не выходили за пределы нормы.
Различия в содержании цинка в волосах спортсменов по сравнению с их сверстниками, не занимающимися спортом, по-видимому, связаны с повышенной циркуляцией и экскрецией этого элемента при интенсивных физических нагрузках, что может указывать на «скрытый» риск дефицита цинка.
Кроме публикаций, отражающих результаты экспериментальных исследований, имеется ряд работ, авторы которых связывают физиологические изменения, возникающие у спортсменов при мышечных нагрузках, с нарушением баланса цинка в организме [11; 17; 19–21]. Это касается не только иммунной реактивности [18], но и массы жировой ткани и сывороточного уровня лептина [17; 20].
Актуальностью проблемы объясняется разработка множества сценариев применения фармпрепаратов при занятиях различными видами спорта, на различных этапах подготовки и при формировании различных двигательных качеств [14; 15].
Для любого вида спорта фармакология восстановления включает в себя энергетики, витамины, минералы, ноотропы, антиоксиданты, анти-гипоксанты и иммуномодуляторы. Особую роль в процессах восстановления играют адаптогены, механизмы действия которых разнообразны, а общий эффект сводится к неспецифическому повышению функциональных возможностей и адаптации к различным эндогенным и экзогенным воздействиям. Однако некоторые из предлагаемых препаратов со временем включаются в перечень запрещённых и расцениваются как допинги (например, мельдоний).
Поскольку большинство перечисленных выше веществ содержится в пищевых продуктах, именно характер и особенности питания спортсменов выходят на первое место в системе восстановления.
В настоящее время широко рекомендуется применение специальных продуктов спортивного питания различной метаболической направленности, а также и биологически активных добавок к пище. Особое значение придаётся так называемым нутрицевтикам — средствам для восполне- ния дефицита эссенциальных факторов питания, в том числе макро- и микроэлементов.
Следует помнить, что, во-первых, эти препараты не являются лекарственными средствами и не проходят клинических испытаний, а во-вторых, введение микроэлементов без предварительного определения их концентрации в организме недопустимо. В связи с этим очевидна необходимость серьёзных доказательств эффективности применения нутрицевтиков и, соответственно, целесообразности их назначения.
Заключение. В образцах волос подростков, занимающихся спортом, и подростков контрольной группы содержание цинка находилось в пределах нормальных значений. Вместе с тем у активно тренирующихся хоккеистов к концу наблюдения зарегистрировано более низкое содержание цинка.
Известно, что в подростковом возрасте имеет место переключение организма на новый уровень онтогенеза, что создаёт морфофункциональную основу для адаптации к новым условиям жизнедеятельности. В реализации этих процессов ведущую роль играют гормоны, медиаторы, ферменты, в состав которых включены микроэлементы. В подростковом возрасте напряжение адаптационных процессов усиливается при выполнении интенсивных физических нагрузок. Одним из критериев адаптации является иммунный статус, который косвенно характеризуется уровнем так называемой острой заболеваемости [8; 16].
С учётом вышесказанного далее планируется изучение содержания других элементов, а также нейрофизиологического и иммунного статуса у спортсменов и сопоставление их с микроэлемент-ным профилем подростков контрольной группы. Перспективными представляются исследования динамики и установления взаимосвязи микро-элементного статуса и ряда морфофункциональных показателей на различных этапах подготовки спортсменов пубертатного возраста (подготовительный, предсоревновательный, соревновательный). Эссенциальные микроэлементы участвуют в реализации различных свойств нервных процессов и иммунных реакций, в синтезе гормонов и ферментов, ответственных за процессы метаболизма и т. д., и, в конечном счёте, определяют эффективность спортивной деятельности и здоровье спортсменов. В связи с этим важно не только установление корреляции содержания микроэлементов в биосубстратах спортсменов с их морфофункциональными характеристиками и показателями спортивной деятельности, но и определение корректности применения продуктов спортивного питания, как правило, содержащего микроэлементы.
Список литературы Содержание цинка в образцах волос спортсменов пубертатного возраста
- Жуковская, Е. В. Предпосылки изучения содержания микроэлементов в биосубстратах у детей и подростков с онкологическими заболеваниями в период реабилитации / Е. В. Жуковская, В. П. Бондаренко, А. Ф. Карелин // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2016. — № 9-3. — С. 365-368.
- Киреева, Г. Н. Исследования содержания микроэлементов в биологических субстратах у детей и подростков (обзор литературы) / Г. Н. Киреева, Д. И. Билялутдинова // Педиатрический вестник Южного Урала. — 2015. — № 2. — С. 58-62.
- Кожин, А. А. Микроэлементозы в патологии человека экологической этиологии. Обзор литературы / А. А. Кожин, Б. М. Владимирский // Экология человека. — 2013. — № 9. — С. 56-64.
- Коломиец, О. И. Особенности метаболических адаптационных изменений при различных физических нагрузках / О. И. Коломиец, Н. П. Петрушкина, Е. В. Быков // Наука. Инновации. Технологии. — 2017. — № 1. — С. 207-217.
- Кошурникова, Н. А. Заболеваемость раком щитовидной железы в когорте населения, проживающего в детском возрасте в г. Озёрске / Н. А. Кошурникова, Н. С. Шильникова, П. В. Окатенко, Н. П. Петрушкина, Н. Р. Кабирова, Е. С. Антипин, В. А. Привалов, С. В. Яйцев // Вопросы радиационной безопасности. — 1999. — № 3. — С. 46-49.
- Кулиненков, О. С. Фармакологическое обеспечение спортсменов высокой квалификации / О. С. Кулиненков // Спортивная медицина: национальное руководство. — М., 2012. — С. 535-615.
- Петрушкина, Н. П. Микроэлементный профиль хоккеистов пубертатного возраста. Сообщение 1. Содержание цинка в образцах волос / Н. П. Петрушкина, Н. А. Симонова, О. И. Коломиец, Е. В. Быков // Научно-спортивный вестник Урала и Сибири. — 2018. — № 1 (17). — С. 61-67.
- Симонова, Н. А. Особенности функционального состояния нервной системы и заболеваемости хоккеистов пубертатного возраста различного уровня биологического созревания / Н. А. Симонова, Е. Ф. Орехов, Н. П. Петрушкина, О. И. Коломиец // Учёные записки университета им. П. Ф. Лесгафта. — 2016. — № 3 (133). — С. 217-223.
- Скальный, А. В. Биоэлементы в медицине / А. А. Скальный, И. А. Рудаков. — М., 2004. — 365 с.
- Скальный, А. В. Микроэлементы и спорт. Персонализированная коррекция элементного статуса спортсменов : монография / Ф. В. Скальный, И. П. Зайцева, А. А. Тиньков. — М., 2018. — 288 с.
- Скальный, А. А. Состояние гомеостаза цинка и показатели мышечной деятельности при экспериментальной дозированной физической нагрузке на фоне введения аспаргината цинка / А. А. Скальный, А. А. Тиньков, Ю. И. Медведева и др. // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. — 2015. — № 4. — С. 58-65.
- Ibrahim, K. S. Potential role of nutrients on immunity/ K. S. Ibrahim, E. M. El-Sayed // International Food Research Journal. — 2016. — № 23(2). — Р. 464-474.
- Kubicek, R. The seasonal dependenc of magnesium and zinc in blood in young sportsmen / R. Kubicek, H. Vizinova, L. Steidl, J. Kasparek, Z. Jirka // Acta Univ Palacki Olomuc Fac Med. — 1988. — Р. 267-270.
- McCormick, F. Stress fractures in runners / F. McCormick, B. U. Nwachukwu, M. T. Provencher // Clin Sports Med. — 2012. — № 31 (2). — Р. 291-306.
- Skalny, A. V. Whole blood and hair trace elements and minerals in children living in metal-polluted area near copper smelter in Karabash, ^elyabinsk region, Russia / A. V. Skalny, A. R. Grabeklis, A. A. Tinkov, A. A. Nikonorov, E. V. Zhukovskaya, G. N. Kireeva, M. G. Skalnaya, I. V. Radysh, R. A. Shakieva // Environmental Science and Pollution Research. —2017. — Т. 24, № 3. — С. 1-7.
- Zhukovskaya, E. V. The content of toxic and essential trace elements in biological samples of children and adolescents is effective environmental pollution monitoring / E. V. Zhukovskaya, G. N. Kireeva, A. Baerbach, E. Urbanskaya // Science and policy for a healthy future 2nd International Conference on Human Biomonitoring. Berlin. — 2016. — С. 89.
- Arikan, S. Comparison plasma leptin and zinc in elite athletes and sedentary people / S. Arikan, H. Accus, I. Halifeoglu, A. K. Daltaci // Cell biochemistry and function. — 2008. — № 26 (6). — Р. 655-658.
- Boraventura, P. Zinc and its role in immunity and inflammation / P. Boraventura, G. Benedetti, F. Albarede, P. Miossec // Autoimmunity reviews. — 2015. — № 14 (4). — Р. 277-285.
- Lee, J. S. Astude of dietary Hadits, nutrition intake status and serum copper and zinc concentrations of adolescent athletes / J. S. Lee, M. H. Kim, Y. J. Bae, Y. H. Choe, C. J. Sung // Korean Journal of Nutrition. — 2005. — № 38 (6). — Рр. 465-474.
- Mielgo Ayuso, J. Evaluation and nutritional status and energy expenditure in athletes / J. Mielgo Ayuso, S. B. Marodo, S. R. Luzardo // Nutricion hospitalaria. — 2015. — № 31 (Supl.). — Рр. 227-236.
- Chu, A. Acute effects of aerobic exercise on serum zinc A systematic review and meta-analysis concentration / A. Chu, P. Petocz, S. Samman // Journal of Nutrition & Intermediary Metabolism. — 2016. — Р. 4-6.