Взаимосвязь уровня сывороточного ферритина и трансферрина с морфо-функциональными показателями у студентов-физкультурников

Введение. Спорт высших достижений, в котором борьба идет за сотые доли секунды, граммы и сантиметры, высочайшие требования предъявляются не только к уровню физической подготовки спортсмена и его психологической устойчивости, но и к состоянию его здоровья. Одним из таких показателей здоровья, влияющим на профессиональные качества спортсмена, является физическая работоспособность и выносливость мышц спортсмена. В свою очередь на скелетно-мышечную систему крайне отрицательно влияет дефицит железа в организме, так как регулярные интенсивные занятия спортом связаны с постоянным повышенным риском потери железа. Основная функция железа - перенос кислорода от легких к тканям и в тканях в составе гемоглобиновых и миоглобиновых молекул. При его дефиците происходит ухудшение аэробных процессов в мозге нарушения в метаболизме мышц, ухудшаются физическая и интеллектуальная работоспособность, выносливость, ослабевает иммунитет [1-2]. Чаще всего у спортсменов недостаток железа может протекать некоторое время латентно, приводя лишь к истощению его запасов. Дефицит железа компенсируется возрастанием ударного объема крови и увеличением периферического сопротивления сосудов. Однако, при максимальных нагрузках эта компенсация становится недостаточной и снижение запасов железа приводит к угнетению аэробного энергообмена в тканях, нарастанию тканевой и гемической гипоксии, в результате чего снижаются возможности оперативного восстановления после физической нагрузки и общая работоспособность спортсмена [3].

Причин снижения уровня железа в организме достаточно много, это и низкое содержание его в рационе, нарушение его усвоения, кровопотери, в том числе у спортсменок во время менструации, пере- распределение железа при мышечных нагрузках в пользу образования миоглобина и как реакция на физическое перенапряжение, повышенная потеря железа с потом, желчью, мочой, часто наблюдаемая часто у марафонцев, за счет гематурии из-за повышенной нагрузки на почки. Для своевременного контроля уровня железа в организме спортсмена необходимо регулярно оценивать запас железа. Его можно оценить, в частности, путем определения ферритина в сыворотке крови. Ферритин является важным маркером для оценки общего запаса железа в организме. Однако определение только одного ферритина недостаточно, необходимо контролировать его уровень одновременно с трансферрином, главным белком-переносчиком железа в плазме крови.

Цель исследования: оценить уровни ферритина и трансферрина в сыворотке крови у лиц систематически занимающихся физической культурой и спортом и их взаимосвязь с показателями физического развития и физической работоспособности.

Материалы и методы исследования. Работа была проведена на базе Чурап-чинского государственного института физической культуры и спорта в 2021–2022 гг. Проведено обследование 44 студентов, регулярно занимающихся физической культурой и спортом (легкая атлетика, вольная борьба, бокс, мас-рестлинг, настольный теннис, стрельба из лука, национальные прыжки, северные многоборья). Обследуемые были разделены на две группы: мужчины – 34 (77%), женщины – 10 (23%), медианный средний возраст мужчин составил 20,5 лет (Q1=18,75; Q3=22,25), женщин 20,0 лет (Q1=19,00; Q3=21,50). В исследуемых группах определяли показатели ферритина и трансферрина в сыворотке крови, анализировали состав тела методом биоимпедансометрии на приборе «Ме- дасс- АВС 01», определяли частоту сердечных сокращений и проводили кистевую динамометрию для оценки силы мышц. Силу сжатия кисти измеряли с помощью механического кистевого динамометра ДК-50 в деканьютонах (далее - даН). Значения дескриптивного статистического анализа представлены как медиана (Ме) и 25-й и 75-й квартили (Q1; Q3) при непараметрическом распределении данных. Номинальные значения данных представлены как средние абсолютные значения и процентные доли, а их сравнение в таблицах сопряженности проводилось при помощи критерия Х-квадрат Пирсона. Корреляционный анализ проводили по методу Пирсона и Спирмена, при проверке статистических гипотез критический уровень значимости различий принимался при p<0,05.

Результаты исследования и обсуждение. У обследованных нами спортсменов медианный средний рост у мужчин составил 172,0 см (Q1=167,0; Q3=177,0), у женщин 161,5 см (Q1=160,5; Q3=165,5). Медианная средняя масса тела у мужчин составила 70 кг (Q1=61,0; Q3=75,5), у женщин - 53 кг (Q1=50,5; Q3=58,0). У обследуемых мужчин сила сжатия правой кисти >40 даН наблюдалось только у 61%, у женщин >30 даН только у 20% (табл. 1). Поскольку любой показатель силы всегда тесно связан с объемом мышечной массы тела, особенно у лиц занимающихся физической культурой и спортом, при оценке результатов динамометрии важно было учитывать как основную абсолютную силу, так и относительную, соотнесенную с массой тела. Как известно, средние показатели относительной силы у мужчин в норме - 60-70% от массы тела, у женщин - 45-50% [4]. У обследованных нами мужчин средний показатель силы правой кисти составил 58,9% от массы тела, у женщин 44,4%, что ниже установленных нормативных показателей.

Спортсмены и лица, занимающиеся физической культурой, относятся к категории лиц высокого риска в отношении дефицита железа. Этому есть несколько причин. Одной из них является потеря железа при интенсивных и частых физических нагрузках, в том числе через пото- отделение, только в одном литре пота содержится до 530 мг железа. Поэтому ферритин, как один из основных показателей обмена железа требует постоянного контроля у спортсменов. При исследовании нами выявлено, что средний уровень сывороточного ферритина у обследованных мужчин на 4,9 раза выше, чем у женщин, а средний уровень трансферрина у мужчин оказался в 1,2 раза ниже, чем у женщин (табл. 2). Это, возможно, связано с низким уровнем ферритина у женщин в условиях, когда у них транспортный белок трансферрин не расходуется, в то время как у мужчин при достаточном уровне ферритина в организме, его расход выше. Низкий уровень ферритина у обследуемых женщин и его недостаточность у мужчин свидетельствует о снижении запаса железа в организме спортсменов, что оказывает непосредственное отрицательное влияние на их профессиональные спортивные возможности. В рекомендациях экспертов различных международных организаций диапазон референсных значений сывороточного ферритина значительно различается. Снижение его концентрации менее 30 нг/мл расценивается как дефицит железа, а менее 15 нг/мл является критерием железодефицитной анемии у взрослых [5-6].

Поскольку ферритин влияет на частоту сердечных сокращений (далее -ЧСС) нами был проведен анализ взаимосвязи показателя ферритина в сыворотке с ЧСС. При этом выявлена обратная значимая корреляци (r=-0,331, p=0,028), то есть чем ниже уровень ферритина, тем выше ЧСС. Так, у мужчин ЧСС реже на 6,3%, чем у женщин, что вероятно связано с высоким (в 4,9 раза) содержанием ферритина в сыворотке у мужчин. Таким образом, при снижении ферритина происходит снижение насыщения мышечной ткани кислородом, что может приводить к учащению ЧСС для компенсации гипоксии.

В рамках обследования была проанализирована также взаимосвязь мышечной силы от уровня ферритина у мужчин и женщин (табл. 3-4). При оценке взаимосвязи показателей кистевой динамометрии с уровнем содержания ферритина в сыворотке крови выявлена прямая корреляция (r=0,312, p=0,04), которая показывает, что чем выше уровень ферритина, тем выше сила мышц у спортсменов.

Дополнительно к лабораторным исследованиям был проведен биоимпе-дансный анализ состава тела спортсменов (табл. 5). При корреляции взаимосвязи уровня сывороточного ферритина с показателями состава тела у спортсменов была выявлена значимая связь с показателями активной клеточной массой (r=0,385, p=0,011), скелетно-мышечной массой (r=0,433, p=0,004) и значением фазового угла (r=0,430, p=0,004). Также наблюдается прямая корреляция между показателем скелетной мышечной массой и значением фазового угла (r=0,421, р=0,005). Нами установлено, что при низком уровне пока- зателя сывороточного ферритина как у мужчин, так и у женщин отмечалось снижение показателей активной клеточной массы, скелетно-мышечной массы и значения фазового угла, который определяет работоспособность у спортсменов. Пониженное значение показателя активной клеточной массы свидетельствует о дефиците белка, что может быть вызвано как общим недостатком белка в рационе, так и повышенным всасыванием белка в кишечнике. В этом смысле снижение общего содержания белка в организме может привести к снижению синтеза в том числе ферритина и трансферрина, что будет усугублять гипоксию в организме.

Таблица 1

Морфофункциональные показатели студентов-физкультурников (M±σ)

Пол	Возраст в годах	Рост в см	Вес в кг	Динамометрия в даН		ЧСС
				правой кисти	левой кисти
Мужчины	20,4±0,38	171,5±1,07	69,7±1,68	41,1±1,19	37,3±1,22	67,91±1,71
Женщины	20,4±0,60	163,6±2,10	55,9±2,76	24,8±1,94	21,0±1,81	72,50±4,32

Таблица 2

Значения уровня сывороточного ферритина и трансферрина студентов-физкультурников (M±σ)

Показатель	Мужчины	Женщины	p
Ферритин	56,29±7,41	11,26±3,44	0,003
Трансферрин	2,67±0,07	3,23±0,15	0,004

Таблица 3

Частота студентов-физкультурников с разной изометрической силой мышц кисти в зависимости от значений уровня сывороточного ферритина

Уровень ферритина	Сила мышц правой кисти, даН				Сила мышц левой кисти, даН
	<19	20–29	30–39	>40	<19	20–29	30–39	>40
<20 нг/мл	–	3%	3%	9%	–	9%	–	9%
21–50 нг/мл	–	3%	9%	33%	3%	–	18%	21%
51–100 нг/мл	–	–	21%	12%	–	–	30%	3%
>100 нг/мл	–	–	3%	9%	–	–	9%	3%

Таблица 4

Частота студенток-физкультурниц с разной изометрической силой мышц кисти в зависимости от значений уровня сывороточного ферритина

Ферритин	Сила мышц правой кисти, даН				Сила мышц левой кисти, даН
	<19	20–29	30–39	>40	<19	20–29	30–39	>40
<20 нг/мл	10%	60%	20%	–	40%	30%	10%	-
21–50 нг/мл	–	10%	–	–	–	20%	–	-

Таблица 5

Показатели биоимпедансометрии студентов-физкультурников (M±σ)

Пол	Активная клеточная масса, кг	Скелетно-мышечная масса, кг	Фазовый угол, °
Мужчины	36,62±0,66	33,02±0,63	8,04±0,12
Женщины	24,83±1,02	21,36±0,81	7,00±0,27

Уменьшение содержания ферритина в сыворотке также отражается на функциональном состоянии скелетномышечной массы, так как при снижении уровня железа нарушается синтез как гемоглобина, так и миоглобина, что приводит к ухудшению качества мышечной ткани. Помимо этого, низкий уровень ферритина отрицательно сказывается на работоспособности мышц, что прослеживается в прямой корреляции уровня ферритина и величины фазового угла. Таким образом, дефицит железа может снижать выносливость, работоспособность и силу мышц у спортсменов, что может негативно влиять на спортивные показатели, особенно у спортсменок [7-8].

Заключение. По итогам проведенных исследований студентов, активно занимающихся физической культурой и спортом, нами выявлена взаимосвязь снижения концентрации сывороточного ферритина с уменьшением силы, выносливости мышц и частоты сердечных сокращений. Можно предполагать, что дефицит железа в организме спортсменов вызывает увеличение частоты сердечных сокращений и ухудшение функционального резерва скелетно-мышечной массы у лиц занимающихся физической культурой и спортом в целом.