Сравнительная оценка показателей кислородтранспортной системы крови и метаболической адаптации у юношей с разной физической активностью, проживающих на территории урбанизированного Севера

V.I. Korchin, ,

E.P. Fedorova, ,

T.Ya. Korchina, ,

A.V. Ratiev, ,

Введение. Известно, что интенсивные физические нагрузки у спортсменов, занимающихся лыжными гонками, биатлоном, способствуют выраженным изменениям показателей метаболических процессов и системы крови в организме. С позиций современного подхода к оценке адаптационных возможностей организма после выполнения упражнений с различными нагрузками и в период восстановления, объективными критериями служат гематологические показатели, которые отражают состояние кислородтранспортной системы. Лабораторный контроль предоставляет возможность выявить у спортсмена на раннем этапе тренировочного процесса уровень его готовности или проявления признаков утомления. Это позволяет тренеру внести коррективы в программу подготовки спортсмена к соревновательным состязаниям и грамотно её реализовать [2, 7, 9]. При реализации оптимальных по объему, интенсивности и направленности физических нагрузок создаются условия для улучшения показателей кислородтранспортной системы крови. В ходе тренировочного процесса возникает потребность в объективности гематологических показателей, отражающих особенности адаптационных реакций у спортсменов тех или иных видов спорта. Динамика этих показателей особенно важна в процессе выполнения аэробных и анаэробных нагрузок, так как позволяет оценить эффективность проведения тренировок, функциональное состояние органов и систем, интерпретировать данные медикобиологического контроля (включая общий анализ крови) для последующего формирования индивидуального заключения о подготовленности данного спортсмена к соревновательным состязаниям [14, 17]. Цель данной работы: выявить изменения показателей состояния кислородтранспортной системы и метаболической адаптации у юношей-спортсменов и студентов, не занимающихся спортом, проживающих в северном регионе.

Материалы и методы. Исследование было проведено в течение 2021–2023 гг. на базе БУ «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия» и АПОУ ХМАО-Югры «Югорский колледж-интернат олимпийского резерва» г. Ханты-Мансийска, в котором приняли участие 104 юношей в возрасте от 18 до 20 лет. Из них были сформированы 2 группы. В первую (основную) группу вошли 58 спортсменов, обучающихся в колледже-интернате и занимающихся циклическими видами спорта (лыжные гонки, биатлон). Обследуемые спортсмены преимущественно имели высокий уровень квалификации (46,6 % – перворазрядники, 37,8 % – кандидаты в мастера спорта, 15,6 % – мастера спорта) и проходили соответствующее обследование в подготовительном периоде тренировочного процесса. Контрольную группу составили 46 здоровых студентов-добровольцев, не имеющих специальной физической подготовки и обучающихся на 1-м курсе Ханты-Мансийской государственной медицинской академии. Объем физической нагрузки в неделю у спортсменов составлял не менее 18–22 часов, а у студентов, занимающихся физкультурой по общей программе медицинского вуза, – 4 часа. Все обследуемые юноши по результатам предварительного углубленного медицинского осмотра не страдали какими-либо заболеваниями и были оценены как практически здоровые. При проведении исследования были соблюдены этические нормы, изложенные в Хельсинской декларации.

Для реализации поставленной цели нами были отобраны те современные методы, которые являлись более информативными и доступными для выполнения данного комплексного обследования, так как это было важно в ходе объективного контроля за состоянием организма юношей, занимающихся спортивной деятельностью. Выявление толерантности к физической нагрузке участников обеих групп осуществлялось методом тредмил-тестирования с газоанализом на дорожке H/P/CosmosVYAIRE (Швейцария) с использованием эргоспирометра Master-Screen CPX Jaeger (Германия). Комплексное обследование юношей проводили утром спустя 1–2 часа после завтрака. В качестве обязательного условия было отсутствие какой-либо интенсивной физической нагрузки на протяжении 24 часов. Все обследуемые лица перед тестированием проходили медицинский осмотр для выявления противопоказаний к осуществлению данного исследования. У всех юношей осуществляли забор крови натощак путем венопункции в вакутейнеры фирмы Becton Dickinson International (США) в специализированном кабинете для гематологических и биохимических исследований. Для реализации гематологического исследования использовали автоматический анализатор Abacus Junior 30 Diatron (США), позволяющий определять 18 параметров системы крови. Биохимические исследования осуществляли с помощью коммерческих наборов (DRG Instruments GmbH, Германия) для выявления общего белка, мочевины, мочевой кислоты, креатинина, лактатдегидрогеназы, глюкозы, общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), креатинина, креатинфосфокиназы (КФК), аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ) на комбинированном автоматическом анализаторе Chem Well Combo Awareness Technology Inc. 2910 (США). Для экспресс-анализа уровня лактата в крови использовали тест-полоски фирмы BM-Lactate (Россия), с помощью которых его определяли на соответствующем портативном биохимическом анализаторе Accutrend Plus фирмы Roche Diagnostics (Германия). Полученные результаты комплексного обследования подвергали статистической обработке с использованием пакета программ Microsoft Excel и SPSS Statistics 17.0. Для описания количественных данных применяли метод вариационной статистики: вычисление средних арифметических величин

(М) и ошибки средних (m) в случаях нормального распределения. Достоверность различий между средними величинами оценивали с помощью t-критерия Стьюдента в случае нормального распределения и принимали при p < 0,05.

Результаты и обсуждение. Как видно из табл. 1, исследование периферической крови до осуществления физической нагрузки у юношей, занимающихся спортом, позволило выявить, что содержание гемоглобина и форменных элементов находилось ближе к максимальным значениям физиологических показателей, а у обследованных первокурсников медицинского вуза – в диапазоне физиологических величин. После физической нагрузки отмечалось достоверное повышение уровня средних значений гемоглобина у юношей-спортсменов (основная группа) сравнительно с таковыми показателями у представителей контрольной группы (табл. 1, р = 0,020). Средняя величина гематокрита по завершении тестируемой нагрузки незначительно увеличилась у обследуемых юношей сравнительно с таковой в покое, но значимо не отличалась между группами. Наряду с этим наблюдалось изменение клеточного состава системы крови: количество эритроцитов у спортсменов через сутки после проведения тредмил-теста достоверно изменилось при сопоставлении с аналогичным показателем у юношей контрольной группы (см. табл. 1, р = 0,023).

Преобразования были также свойственны и среднему объему эритроцитов, значения которого превышали (на 8,4 %) у юношей, регулярно занимающихся спортом, и были достоверными по отношению к таковым среди обследуемых лиц контрольной группы (см. табл. 1).

Сравнительный анализ состояния показателей системы крови позволил выявить тенденцию к превышению уровня насыщения эритроцитов гемоглобином у спортсменов (362,7 ± 12,5 против 328,2 ± 11,3 г/л в контроле, см. табл. 1, p = 0,048). Уровень этих показателей отображает вероятность участия аэробного механизма в энергообеспечении деятельности мышц, способствует повышению

Таблица 1

Table 1

Гематологические показатели у обследованных групп юношей до и после физической нагрузки (M ± m)

Hematological parameters of study participants before and after physical exercise (M ± m)

Показатель / Parameter Физиологически оптимальные значения Reference values Группа / Group Р I (основная) I (main) n = 58 II (контроль) II (control) n = 46 В покое (до физической нагрузки) / At rest (before physical exercise) Гемоглобин, г/л / Hemoglobin, g/l 130–160 146,8 ± 11,9 141,6 ± 9,8 0,758 Гематокрит, % / Hematocrit, % 39–49 46,08 ± 1,20 44,19 ± 2,65 0,338 Эритроциты, 10¹²/л / Erythrocytes, 10¹²/l 4,3–5,5 5,2 ± 0,5 4,6 ± 0,4 0,577 Средний объем эритроцитов (фл) Mean corpuscular volume (fl) 80–100 88,9 ± 4,25 87,0 ± 3,8 0,746 Уровень насыщения эритроцитов гемоглобином, г/л Hemoglobin saturation, g/l 300–370 333,6 ± 31,2 320,1 ± 27,2 0,752 Лейкоциты, 109/л / Leukocytes, 109/l 4,0–9,0 6,8 ± 0,5 5,6 ± 0,4 0,074 Тромбоциты, 109/л / Platelets, 109/l 180–320 257,9 ± 22,7 239,6 ± 21,2 0,505 После физической нагрузки «до отказа» / After exercise to failure Гемоглобин, г/л / Hemoglobin, g/l – 158,5 ± 3,2 145,7 ± 2,6 0,020 Гематокрит, % / Hematocrit, % – 48,4 ± 3,40 45,3 ± 3,25 0,106 Эритроциты, 10¹²/л / Erythrocytes, 10¹²/l – 5,7 ± ,0,31 4,8 ± 0,22 0,023 Средний объем эритроцитов (фл) Mean corpuscular volume (fl) – 96,8 ± 2,42 89,3 ± 1,34 0,013 Уровень насыщения эритроцитов гемоглобином, г/л Hemoglobin saturation, g/l – 362,7 ± 12,5 328,2 ± 11,3 0,048 Лейкоциты, 109/л / Leukocytes, 109/l – 7,2 ± 0,82 6,4 ± 0,65 0,464 Тромбоциты, 109/л / Platelets, 109/l – 269,4 ± 23,8 258,7 ± 22,6 0,493 мощности и продолжительности выполняемой работы, то есть специфические изменения в периферическом отделе эритрона обусловлены активизацией приспособительных механизмов в организме спортсменов в ответ на действие нагрузочного теста [1, 5, 6, 11].

Результаты анализа позволили выявить, что в большей степени физическая нагрузка оказывает воздействие на содержание гемоглобина, количество, средний объём эритроцитов и уровень их насыщения гемоглобином, в меньшей степени – на трансформацию количества лейкоцитов и тромбоцитов в периферической крови. Наиболее реагирующим звеном системы крови являются эритроциты, количество которых после физической нагрузки увеличилось на 9,6 % и превысило максимально допустимый физиологический уровень, в то время как концентрация лейкоцитов и тромбоцитов не выходила за пределы границ оптимальных значений. Выраженный эритроцитоз, увеличение среднего объема эритроцитов и повышение концентрации гемоглобина в крови свидетельствуют о формировании в организме спортсменов адекватных механизмов адаптации и служат морфологическим маркером ответной реакции периферической крови на физическую нагрузку [7, 8, 10, 14, 17]. Выявленные значимые сдвиги в системе крови у спортсменов детерминированы метаболическими изменениями в организме, которые взаимосвязаны с различными видами физической нагрузки, прежде всего с её направленностью в процессе тренировочного цикла подготовки.

В последние годы в исследованиях для выявления уровня подготовки спортсменов, специализирующихся в циклических видах спорта, широко используют набор различных биохимических параметров. Отбор биохимических тестов обусловлен своеобразием того или иного вида спорта и выражает адаптивные реакции организма, испытывающего влияние различных по объёму, интенсивности и направленности физических нагрузок [3, 4, 8, 12, 14]. Они позволяют оценить динамику процессов метаболической адаптации спортсменов к чрезмерным тренировочным нагрузкам, что, несомненно, является важным в ходе их спортивной подготовки [13–15, 19]. Анализ биохимического тестирования способностей спортсменов переносить физические нагрузки основан на обнаружении изменений соответствующих показателей, отражающих активи- зацию механизмов энергообеспечения мышечной системы [16, 20]. Использование биохимических маркеров позволяет получить информацию о состоянии функциональных систем организма как в условиях воздействия на него физических нагрузок, так и в период восстановления [8, 10, 12, 18]. Подобный контроль дает возможность оценить как индивидуальную переносимость нагрузок, так и предотвратить развитие чрезмерного напряжения заинтересованных систем в организме [12]. Анализ ряда показателей метаболического статуса, обусловленных специфическими изменениями в организме юношей с различным уровнем физического развития до и после физической нагрузки (тредмил-тест), представлен на табл. 2. Существенного различия в концентрации лактата у обследованных юношей обеих групп до начала тестовой нагрузки не наблюдалось.

После нее наблюдалось возрастание уровня лактата у всех юношей, причем наибольший прирост (в 6,2 раза) отмечен в основной группе, и он значимо отличался от такового в группе студентов-медиков (см. табл. 2, p = 0,023). Уровень внутриклеточного энзима лактатдегитдрогеназы у юношей, не занимающихся спортом, после физической нагрузки увеличивался на 12,2 %, в то время как у спортсменов увеличивался на 67,3 % сравнительно с состоянием покоя и значимо отличался между представителями обеих групп (см. табл. 2, p = 0,026). Определение конечного продукта белкового метаболизма – креатинина – показало, что его содержание увеличилось после интенсивной физической нагрузки у спортсменов на 40,1 %, в то время как у нетренированных юношей – на 10,8 %, что указывало на формирование функциональной адаптации после продолжительных тренировок, сопровождающихся влиянием физических нагрузок. Анализ данных показателей свидетельствует о том, что воздействие физической нагрузки, по-видимому, влечет за собой возрастание напряжения скелетной мускулатуры, о чем свидетельствует показатель общей КФК, активность которой превышала после интенсивной мышечной нагрузки на 64,1 % таковую, свойственную лицам, незанимающимся спортом. Заслуживает внимания тот факт, что превышение в крови общей КФК у спортсменов даже в период отсутствия нагрузки можно рассматривать как своеобразную особенность энергообеспечения в условиях Севера. Опре- деление концентрации общего белка в крови позволило выявить его незначительное повышение на 9,2 % у спортсменов и на 7,4 % – у юношей контрольной группы после завершения мышечной нагрузки (см. табл. 2). Наряду с оценкой состояния белкового обмена и его метаболитов исследовали состояние угле-водно-липидного обмена. Уровень энергетического субстрата – глюкозы – в крови у спортсменов после интенсивной физической нагрузки снижался на 13,5 % по сравнению с аналогичным показателем в покое и достоверно отличался от такового у представителей контрольной группы, которым было даже свойственно его повышение (см. табл. 2, p = 0,009). Данные изменения свидетельствуют о том, что кратковременная максимальная нагрузка вызывала снижение концентрации глюкозы в крови у спортсменов, вероятно, вследствие интенсивного использования глюкозы тка- нями организма, в то время как у нетренированных юношей обусловлено усиленным распадом гликогена печени. Показатели липидного обмена также претерпевали специфические изменения у обследуемых лиц, а именно: уровень общего холестерина (ОХС) и триглицеридов (ТГ) у спортсменов после интенсивной нагрузки снизился на 21,3 и 24,5 % соответственно при сопоставлении с таковыми показателями в состоянии покоя и значимо отличался от аналогичных показателей у юношей, не занимающихся спортом (см. табл. 2, p = 0,018–0,020). Не исключено, что подобное явление связано с усилением активности мышечной и жировой липопро-теидлипазы. В контрольной группе наблюдалась совершенно противоположная картина: содержание ОХС и ТГ после стандартной нагрузки возрастало на 13,8 и 17,7 % соответственно.

Таблица 2

Table 2

Показатель / Parameter	Физиологически оптимальные значения Reference values	Группа / Group		Р
		I (основная) I (main) n = 58	II (контроль) II (control) n = 46
До физической нагрузки / Before physical exercise
Лактат, ммоль/л / Lactate, mmol/l	0,5–2,2	1,52 ± 0,2	1,86 ± 0,7	0,535
Лактатдегидрогеназа, Ед/л Lactate dehydrogenase, IU/l	140–276	154,3 ± 7,2	175,1 ± 9,8	0,104
Креатинин, мкмоль/л Creatinine, µmol/l	62–106	95,8 ± 6,1	79,2 ± 4,8	0,042
Креатинфосфокиназа, Ед/л Creatine phosphokinase, IU/l	24–195	172,8 ± 14,9	112,3 ± 9,6	0,002
Общий белок, г/л / Total protein, g/l	64–83	74,80 ± 6,58	67,5 ± 5,05	0,401
Глюкоза, ммоль/л / Glucose, mmol/l	3,3–5,7	4,88 ± 0,38	4,94 ± 0,41	0,885
ОХС, ммоль/л Total cholesterol, mmol/l	2,5–5,3	4,95 ± 0,48	4,26 ± 0,34	0,267
ТГ, ммоль/л / TG, mmol/l	0,43–1,68	1,52 ± 0,16	1,35 ± 0,13	0,428
После физической нагрузки / After physical exercise to failure
Лактат, ммоль/л / Lactate, mmol/l	–	9,39 ± 0,72	4,18 ± 0,57	0,007
Лактатдегидрогеназа, Ед/л Lactate dehydrogenase, IU/l	–	258,2 ± 21,6	196,5 ± 14,2	0,026
Креатинин, мкмоль/л Creatinine, µmol/l	–	134,7 ± 11,9	87,8 ± 9,6	0,004
Креатинфосфокиназа, Ед/л Creatine phosphokinase, IU/l	–	248,9 ± 18,7	139,7 ± 16,3	0,008
Общий белок, г/л / Total protein, g/l	–	81,70 ± 5,92	72,51 ± 5,86	0,279
Глюкоза, ммоль/л / Glucose, mmol/l	–	4,07 ± 0,39	5,64 ± 0,44	0,009
ОХС, ммоль/л Total cholesterol, mmol/l	–	4,08 ± 0,14	4,85 ± 0,28	0,020
ТГ, ммоль/л / TG, mmol/l	–	1,22 ± 0,09	1,59 ± 0,12	0,018

Биохимические показатели метаболической адаптации у обследованных групп юношей до и после физической нагрузки (M ± m)

Biochemical parameters of study participants before and after physical exercise (M ± m)

Заключение. По результатам нашего исследования следует сделать вывод о том, что у юношей-спортсменов, тренирующихся в природно-климатических условиях северного региона, наблюдаются адаптивные морфофункциональные изменения, а именно: воз- растают кислородтранспортные возможности системы крови, происходит перестройка физиологических систем, принимающих участие в энергообеспечении организма при тестируемых нагрузках, что может способствовать повышению физической работоспособности.

Список литература