Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор .
1.1. Адаптация к условиям профессиональной спортивной деятельности.
1.1.1. Адаптация к физическим нагрузкам. Утомление
1.1.2. Адаптация к спортивной деятельности в условиях жаркого климата .
1.1.3. Адаптация к гипоксическим условиям .
1.2. Проявления срыва адаптации и способы контроля состояния спортсмена
1.2.1. Ранняя диагностика дезадаптации .
1.2.2. Клинико-метаболические синдромы у спортсменов .
1.2.3. Белки острой фазы воспаления как потенциальные маркеры клинико-метаболических синдромов и риска срыва адаптации в спорте .
1.2.4. Цитокины как потенциальные маркеры клинико-метаболических синдромов и риска срыва адаптации в спорте .
1.2.5. Психофизиологические критерии риска срыва адаптации в спорте..
1.3. Средства профилактики адаптационных нарушений и коррекции состояния спортсмена 1.3.1. Профилактика через развитие общего адаптационного синдрома
1.3.2. Средства и методы регидратации при спортивной деятельности в условиях жаркого климата .
1.3.3. Коррекция дислипидемических нарушений у спортсменов .
1.3.4. Анаболизирующие средства (анаболизанты) .
1.3.5. Антигипоксанты
1.3.6. Антиоксиданты
1.3.7. Витамины и минеральные вещества .
1.3.8. Корректоры лактат-ацидоза .
1.3.9. Сорбенты
1.4. Эндогенная интоксикация в спорте .
ГЛАВА 2. Методы и организация исследования
2.1. Характеристика методов исследования .
2.2. Организация исследований .
Собственные результаты
ГЛАВА 3. Информативность гематологических, биохимических, гормональных маркеров нарушений функционального состояния и метаболизма у высококвалифицированных спортсменов
3.1. Гематологические и биохимические маркеры
3.1.1. Гематологические и биохимические макеры у пловцов
3.1.2. Гематологические и биохимические маркеры у гребцов-академистов .
3.2. Иммунологические критерии
3.3. Морфологические (антропометрические) критерии
3.4. Маркеры окислительного стресса в диагностике риска срыва адаптации у спортсменов 3.4.1. Показатели осмотической стойкости эритроцитов
3.4.2. Продукты перекисного окисления липидов
3.4.3. Фотохемилюминесцентная детекция антиоксидантов
3.5. Характеристика клинико-метаболических синдромов у спортсменов.
3.5.1. Дислипидемии у гребцов
3.5.2. Дислипидемии у легкоатлетов
3.5.3. Диспротеинемии .
ГЛАВА 4. Создание биокибернетической модели срыва адаптации для выработки концепции профилактики в спорте высших достижений и определение диагностических критериев срыва адаптации у спортсменов в тренировочном процессе
4.1. Выбор гормональных маркеров для включения их в разрабатываемый комплексный показатель протекания адаптационных реакций в организме .
4.1.1. Тестостерон, кортизол, ТТГ, СТГ и их индексные показатели у гребцов-академистов
4.1.2. Альдостерон, индекс альдостерон/кортизол у гребцов-академистов
4.1.3. Тестостерон, альдостерон, индекс альдостерон/кортизол у пловцов
4.1.4. Дегидроэпиандростерона сульфат у хоккеистов .
4.2. Выбор прогнозируемого показателя и создание математической модели
4.3. Использование индекса адаптации на новой информационной базе...
4.4. Диагностические критерии срыва адаптации к физическим нагрузкам
ГЛАВА 5. Психофизиологические критериифункциональных нарушений у спортсменов для раннего выявления и коррекции нейровегетативных расстройств .
5.1. Взаимосвязь показателей психофизиологического и спортивного тестирования у пловцов в соревновательном периоде
5.2. Психофизиологическое тестирование спортсменов разных видов спорта в динамике учебно-тренировочного и соревновательного процессов
ГЛАВА 6. Сравнительный анализ спортивных напитков для регидратации спортсменов и разработка рецептуры напитка для оптимальной коррекции возникающих при срыве адаптации метаболических нарушений
6.1. Разработка рецептуры углеводно-минерального напитка для регидратации спортсменов и выбор оптимального растворителя .
6.2. Апробация разработанного углеводно-минерального напитка у спортсменов в тренировочном процессе
ГЛАВА 7. Обоснование нового направления профилактики профессиональных заболеваний у высококвалифицированных спортсменов путем устранения эндоэкологической интоксикации и гипоксических состояний, обусловленных спортивной деятельностью
7.1. Схема коррекции эндогенной интоксикации, обусловленной профессиональной спортивной деятельностью
7.2. Коррекция дислипидемический нарушений у спортсменов .
7.2.1. Влияние эпибрассинолида на содержание общего холестерина у легкоатлетов
7.2.2. Влияние эпибрассинолида на показатели липидного спектра у легкоатлетов
ГЛАВА 8. Способ моделирования физической нагрузки на экспериментальных животных для определения влияния лекарственных средств на показатели их работоспособности и резервные возможности организма
8.1. Устройство для моделирования физической нагрузки. Методика тренировки и тестирования животных
.2. Фармакологические способы защиты от окислительного стресса на экспериментальной модели гипоксии физической нагрузки у лабораторных крыс
ГЛАВА 9. Создание комплексного способа профилактики негативного воздействия гипоксии нагрузки и защиты организма спортсмена от окислительного стресса
9.1. Физические и фармакологические способы защиты от окислительного стресса на модели гипобарической гипоксии у лабораторных мышей
9.2. Физический способ защиты от окислительного стресса (кислородотерапия) у спортсменов 9.2.1. Курс ингаляций кислорода длительностью по 3-минуты за сеанс
9.2.2. Курс ингаляций кислорода длительностью по 5-минут за сеанс .
9.3. Первичные антиоксидантные свойства фитокомпозиций in vitro .
9.4. Первичные антиоксидантные свойства лекарственных средств in vitro
9.5. Оценка антиоксидантных, антигипоксатных, детоксицирующих свойств средств полиэнзимной терапии при назначении спортсменам
9.6. Схема фармакологической защиты спортсменов от окислительного стресса
9.7. Комбинированный способ защиты от окислительного стресса у спортсменов
ГЛАВА 10. Обсуждение результатов
10.1. Адаптация к условиям спортивной деятельности, методы оценки адаптационных способностей организма спортсменов
10.1.1. Теории развития адаптационных процессов у спортсменов, контроль гормонального статуса в процессе подготовки спортсмена .
10.1.2. Показатели эндоинтоксикации и системного воспалительного ответа как маркеры протекания адаптационных реакций к физическим нагрузкам
10.1.3. Иммунологические методы контроля адаптации к физическим нагрузкам у профессиональных спортсменов
10.2. Текущее планирование тренировочного процесса и биокибернетическая модель срыва адаптации к физическим нагрузкам
10.3. Психофизиологические критерии функциональных нарушений у спортсменов
10.4. Оптимальный состав напитка для регидратации спортсменов в условиях жаркого влажного климата .
10.4.1. Углеводы как энергетические субстраты, вкусовые качества, глицерин .
10.4.2. Электролитный состав напитка .
10.5. Устранение эндоэкологической интоксикации у высококвалифицированных спортсменов .
10.5.1. Устранение причины развития эндоинтоксикации .
10.5.2. Механизм развития эндогенной интоксикации у спортсменов
10.5.3. Детоксикация и выведение из организма веществ среднемолекулярного пула
10.5.4. Профилактика срыва адаптации к физическим нагрузкам путем устранения эндоинтоксикации у спортсменов
10.6. Антиоксидантный статус спортсменов
10.6.1. Компоненты антиоксидантной системы защиты. Молекулярные механизмы окислительного стресса
10.6.2. Влияние физических нагрузок на состояние антиоксидантной системы защиты .
10.6.3. Современные методы лабораторного контроля антиоксидантного статуса
10.6.4. Механизмы действия энергезирующих, антиоксидантных и антигипоксантных средств защиты в условиях физической активности
10.7. Устранение негативного влияния гипоксических состояний, обусловленных спортивной деятельностью .
10.7.1. Физические реабилитационные факторы для защиты от гипоксии.
10.7.2. Способы нутриентной и фармакологической защиты от гипоксии.
10.7.3. Эффективные комбинации, разработка схем фармакологической защиты от гипоксии 10.7.4. Антиоксидантные свойства фитоадаптогенов .
Выводы .
Практические результаты список использованных источников
- Проявления срыва адаптации и способы контроля состояния спортсмена
- Гематологические и биохимические маркеры у гребцов-академистов
- Психофизиологическое тестирование спортсменов разных видов спорта в динамике учебно-тренировочного и соревновательного процессов
- Фармакологические способы защиты от окислительного стресса на экспериментальной модели гипоксии физической нагрузки у лабораторных крыс
Введение к работе
Актуальность темы определяется теоретической и практической значимостью проблемы разработки эффективных направлений в профилактике у спортсменов для восстановления функциональных резервов организма и повышения уровня здоровья.
Спортивная медицина ставит перед собой задачу повышения переносимости больших объемов физических нагрузок без снижения их тренировочного эффекта. Развитие «синдрома острой спортивной дезадаптации» включает помимо проявления ведущей патологии нарушение иммунитета и снижение спортивной работоспособности. Решение задачи эффективной профилактики профессиональной патологии в спорте путем коррекции нарушений функционального состояния организма высококвалифицированного спортсмена связано с проблемой поиска эффективных физических и фармакологических средств воздействия. Вместе с тем актуальна разработка эффективных схем фармакологической коррекции состояния организма, которые устраняют факторы, лимитирующие спортивную работоспособность, и поддерживают процессы энергообеспечения спортивной деятельности [Г.А. Макарова, 2005; О.С. Кулиненков, 2006].
Для сохранения высоких спортивных результатов необходима разработка эффективных профилактических мероприятий, поддерживающих функциональные резервы человека [А. Розенблюм, 2004; С.А. Полиевский, 2010; В.Н. Платонов, 2012]. С целью защиты здоровья лиц, профессионально занимающихся спортом, проводятся их регулярные медицинские осмотры, которые нацелены на выявление ранних признаков профессиональной патологии по результатам углубленного медицинского обследования. Недостаток подобного подхода состоит в том, что назначение лечебно-реабилитационных мероприятий приходится сочетать с коррекцией учебно-тренировочного процесса, что может не позволить выйти на запланированный уровень спортивной формы в намеченные сроки. Более эффективным является подход, нацеленный на выявление начальных стадий срыва адаптации к физическим и психоэмоциональным нагрузкам до манифестации клинических симптомов профессиональной патологии.
Ранняя диагностика состояния предболезни и применение медико-биологических способов коррекции состояния организма без изменения объемов и интенсивности выполняемых физических нагрузок позволят продолжать успешную спортивную деятельность. Рациональный подход к сохранению здоровья спортсмена и поддержанию его физической работоспособности на высоком уровне заключается в оценке адаптационных реакций к предъявляемой физической нагрузке, нервному напряжению, климатогеографическим условиям, в которых осуществляется спортивная деятельность, выявлении начальных стадий срыва адаптации к перечисленным факторам и устранении этих состояний эффективными способами воздействия. Целесообразно выработать комплекс универсальных критериев, позволяющих судить о разных аспектах адаптации к спортивной деятельности, состоянии разных органов и систем и предупредить угрожающий срыв адаптации на стадии предболезни.
В последние десятилетия в спортивной практике все большее применение находят различные фармакологические средства, рекомендуемые в целях ускорения процессов постнагрузочного восстановления и повышения общей и специальной работоспособности. Однако отсутствует должная доказательная база целесообразности назначения их спортсменам высокой квалификации. Ввиду отсутствия данных официальной апробации лечебно-восстановительных средств в спорте врачи спортивных диспансеров и команд вынуждены осуществлять фармакологическое обеспечение тренировочного процесса исходя из анализа механизма действия лекарственного средства и медико-биологического обоснования сдвигов, происходящих в организме в условиях физической активности, без учета индивидуальных особенностей. Для изменения сложившейся практики необходимо создание новых системно-аналитических, психофизиологических и информационных технологий профилактики заболеваний после высокоинтенсивных или высокообъемных физических нагрузок, включающих программы коррекции нарушений функционального состояния организма у высококвалифицированных спортсменов.
Объект исследования – нарушения функционального состояния у высококвалифицированных спортсменов, возникающие в условиях тренировочного процесса.
Предмет исследования – способы выявления ранних признаков срыва адаптации к физическим и психоэмоциональным нагрузкам современного спорта, схемы фармакологической профилактики профессиональных заболеваний и функциональных нарушений у высококвалифицированных спортсменов, кумуляция восстановительного эффекта физических и фармакологических лечебно-реабилитационных факторов в условиях тренировочного процесса.
Цель исследования – разработка системы профилактики развития профессиональных заболеваний у высококвалифицированных спортсменов на основе оригинальных подходов к раннему выявлению угрожающего риска срыва адаптации к нагрузкам современного спорта и комплексному применению лечебно-реабилитационных методов.
Задачи исследования:
-
Оценить информативность гематологических, биохимических, гормональных маркеров функциональных нарушений как предвестников профессиональной патологии у высококвалифицированных спортсменов в условиях тренировочного процесса.
-
Создать биокибернетическую модель срыва адаптации к физическим нагрузкам для разработки концепции профилактики в спорте высших достижений и определить диагностические критерии срыва адаптации у спортсменов в тренировочном процессе.
-
Установить психофизиологические критерии функциональных нарушений у спортсменов для раннего выявления и коррекции нейровегетативных нарушений.
-
Провести сравнительный анализ напитков для регидратации спортсменов и разработать рецептуру напитка для оптимальной коррекции возникающих при срыве адаптации метаболических нарушений.
-
Обосновать новое направление профилактики профессиональных заболеваний у высококвалифицированных спортсменов путем устранения эндоэкологической интоксикации и гипоксических состояний, обусловленных спортивной деятельностью.
-
Разработать способ моделирования физической нагрузки на экспериментальных животных для определения влияния лекарственных средств на показатели их работоспособности и резервные возможности организма.
-
Разработать направление профилактики негативного воздействия гипоксии нагрузки и защиты организма спортсмена от окислительного стресса.
Гипотеза.
Профилактика профессиональной патологии спортсменов основывается на раннем выявлении нарушений функционального состояния, развивающихся вследствие сочетанного воздействия психоэмоционального стресса, физических нагрузок и кислородного голодания. Применение полиэнзимной, антиоксидантной и антигипоксантной, детоксикационной фармакотерапии, а также их комбинации с кислородотерапией эффективно для коррекции клинико-метаболических синдромов, являющихся предвестниками нарушения функционального состояния организма спортсмена.
Научная новизна.
Впервые на основании анализа этиологии и патогенеза заболеваний, составляющих профессиональную патологию спортсменов, причины их развития представлены в виде клинико-метаболических синдромов, и определена совокупность маркеров ранней диагностики риска срыва адаптации к предельно переносимым физическим нагрузкам.
Определен ранний диагностический индекс соотношения анаболических и катаболических процессов, объединяющий показатели содержания в крови тестостерона, альдостерона, кортизола и позволяющий снизить общее количество одновременно интерпретируемых врачом лабораторных данных, повысить точность в диагностической оценке адаптационных возможностей организма.
Впервые показана высокая информативность измеряемых спектрофотометрически показателей суммарного антиоксидантного статуса в определении резервных функциональных возможностей посредством оперативной диагностики состояния организма человека в динамике спортивной подготовки.
Получены новые данные относительно эффективности корригирующего воздействия физических факторов и фармакологических препаратов на саморегуляцию функций с учетом специфики воздействия и состояния функциональных резервов организма спортсмена. Предложено несколько схем фармакологической коррекции выявляемых у спортсменов клинико-метаболических синдромов, и показана их эффективность.
Разработана схема фармакологической защиты и направление профилактики окислительного стресса у спортсменов, основанного на сочетанном применении физического (кислородотерапия) и фармакологического воздействия. Включение в состав схемы препаратов системной энзимной терапии приводит к достоверному улучшению переносимости условий гипоксии при физических нагрузках, что подтверждается лабораторными показателями состояния антиоксидантной системы защиты.
Создана авторская экспериментальная модель физической нагрузки на лабораторных животных, позволяющая установить достоверное влияние разнообразных лекарственных средств на их работоспособность и клинико-лабораторные показатели. Сопоставлены результаты применения средств с антиоксидантной и антигипоксантной активностью на разных моделях кислородного голодания: гипобарической гипоксии, гипоксии физической нагрузки в эксперименте на лабораторных животных и в исследованиях на спортсменах, что позволило оценить эффективность коррекции функционального состояния организма во время физической активности.
Получены новые данные о первичной антиоксидантной активности и антиоксидантных свойствах фитопрепаратов, эффективности и механизме действия лечебного физического фактора (ингаляции кислорода) на саморегуляцию функций организма спортсмена. Дана оценка эффективности факторов традиционной терапии в профилактике профессиональной спортивной патологии.
Теоретическая значимость.
Создано новое направление в спортивной медицине, решающее задачи профилактики срыва и восстановления резерва адаптации у квалифицированных спортсменов путем коррекции клинико-метаболических синдромов, возникающих при развитии функциональных нарушений.
Сформулированы и определены методологические основы ранней диагностики и профилактики профессиональной патологии спортсменов.
Представленные в работе данные о влиянии физических и фармакологических факторов воздействия на показатели восстановления и работоспособности расширяют знания о медико-биологических способах оптимизации учебно-тренировочного процесса спортсменов циклических видов спорта как методах защиты организма и поддержания здоровья спортсменов, профилактики профессиональной заболеваемости, увеличения спортивного долголетия и повышения спортивного результата.
Обоснована экспериментальная целесообразность применения средств системной энзимной терапии как компонентов комплексной схемы защиты организма спортсмена от негативного влияния окислительного стресса, вызываемого тренировочными и соревновательными нагрузками.
Обоснована целенаправленная коррекция функционального состояния у спортсмена в условиях тренировочного процесса при нейровегетативных нарушениях и клинико-метаболических синдромах.
Показана возможность кумуляции лечебно-реабилитационного воздействия физических факторов и фармакологических средств при их сочетанном применении у высококвалифицированных спортсменов в условиях учебно-тренировочного процесса.
Результаты исследования формируют новое представление о профессиональной патологии спортсменов, которая обусловлена сочетанным воздействием стрессогенных факторов разной природы.
Практическая значимость.
Выявлены маркеры функциональных нарушений, обусловленных комплексом стрессогенных воздействий, которые могут применяться для ранней диагностики риска срыва адаптации к физическим нагрузкам и предотвращения профессиональных заболеваний у спортсменов при снижении их спортивной работоспособности.
Определены эффективные лечебно-реабилитационные мероприятия для профилактики функциональных нарушений у высококвалифицированных спортсменов в условиях тренировочного процесса.
Показана возможность использования оперативной психофизиологической диагностики для раннего выявления нарушений функционального состояния у спортсменов и оценки эффективности их коррекции.
Результаты работы могут использоваться для коррекции учебно-тренировочного плана в процессе подготовки спортсменов на основании сопоставления приводимых данных с результатами обследования спортсменов, которые позволяют судить о переносимости ими тренировочных и соревновательных нагрузок.
Разработан новый способ коррекции нарушений функционального состояния организма спортсмена с помощью растительного регулятора эпибрассинолида, и показана его эффективность в коррекции дислипидемических нарушений у спортсменов высокой квалификации в условиях тренировочного процесса. Выявлены нарушения функционального состояния у спортсменов при дегидратации, и создана оптимальная рецептура напитка для регидратации, который может применяться для профилактики нарушений водно-электролитного обмена во время профессиональной спортивной деятельности.
Практические результаты работы могут использоваться для коррекции учебно-тренировочной работы в процессе подготовки спортсменов. Разработанные схемы комплексной коррекции рекомендованы к внедрению тренерами-врачами в практику учебно-тренировочного процесса спортсменов. Материалы исследований могут быть использованы в преподавании медико-биологических дисциплин в высших учебных заведениях, на семинарах и курсах повышения квалификации врачей спортивной медицины, тренеров, инструкторов ЛФК, врачей команд по видам спорта. Результаты исследований внедрены в тренировочный процесс спортсменов национальных команд Республики Беларусь по гребле академической, плаванию, велосипедному спорту, легкой атлетике, что подтверждено актами о внедрении.
Основные положения, выносимые на защиту.
Нагрузки профессионального спорта приводят к развитию у высококвалифицированных спортсменов клинико-метаболических синдромов, проявляющихся атерогенными дислипидемиями, белковым дефицитом и синдромом эндогенной интоксикации. Профилактика профессиональной заболеваемости спортсменов должна основываться на раннем выявлении и коррекции клинико-лабораторных синдромов, которые возникают до выявления первых признаков соматических заболеваний и психовегетативных расстройств.
Предложен способ оценки общей физической подготовки спортсмена, основанный на одномоментном определении содержания альдостерона, тестостерона и кортизола в сыворотке крови с последующим расчетом индексного показателя, объективно отражающего текущий уровень резервных функциональных возможностей вне зависимости от специфики вида спорта.
Исследование показателей психофизиологического тестирования в динамике, составление индивидуального психофизиологического профиля и контроль гормонального статуса позволяют оценивать состояние системы адаптации к физическим нагрузкам, оптимизировать тренировочный процесс и решать вопрос о готовности спортсмена к соревновательной деятельности.
Назначение водно-минерального спортивного напитка с рекомендуемым составом обеспечивает полноценную и своевременную регидратацию и детоксикацию, способствует эффективному восполнению потерь жидкости и электролитов в процессе спортивной деятельности и улучшает переносимость физических нагрузок в неблагоприятных условиях окружающей среды.
Использование разработанной модели гипоксии при физической нагрузке и модели гипобарической гипоксии на лабораторных животных позволяет оценить эффективность антиоксидантов и антигипоксантов применительно к коррекции антиоксидантного статуса спортсмена.
Эндоэкологическая интоксикация организма высококвалифицированных спортсменов может быть существенно снижена профилактическим назначением разработанной комплексной схемы дезинтоксикации, которая способствует ускорению процессов восстановления и обеспечивает расширение границ адаптационных возможностей организма.
Дислипидемические нарушения у спортсменов высокой квалификации поддаются эффективной коррекции препаратом растительного стимулятора роста эпибрассинолидом, назначение которого в форме спиртового раствора снижает содержание общего холестерина и нормализует значения показателей липидограммы.
Переносимость организмом высококвалифицированного спортсмена условий кислородного голодания возрастает под действием комплексного способа защиты от окислительного стресса, состоящего из поливитамина Алфавит, антигипоксанта Мексидола, системной энзимной терапии и кислородотерапии.
Организация исследования.
При решении первой задачи проводились исследования с участием высококвалифицированных пловцов и гребцов-академистов, обследуемых в динамике в разные периоды годичного цикла подготовки. Временной интервал между разными эпизодами обследования соответствовал продолжительности периода подготовки (в среднем 2-3 месяца). В ходе каждого случая обследования определялся широкий перечень лабораторных показателей, оценивался уровень тренированности. Сформированная таким образом информационная база подверглась статистической обработке и анализу. Основные характеристики клинико-метаболических синдромов оценивались у гребцов и легкоатлетов.
Вторая задача выполнялась путем математического моделирования. Предварительно на основании обследований гребцов-академистов, хоккеистов были установлены наиболее информативные гормональные маркеры для построения математической модели. Модель разрабатывалась на информационной базе результатов обследования спортсменов национальной команды по гребле академической. Для проверки эффективности разработанного показателя использованы результаты, полученные у пловцов-юниоров, которые были обследованы трехкратно с интервалом в месяц на этапе специальной подготовки.
Дизайн исследования, используемый для решения третьей задачи, был аналогичен описанному для первой задачи с той разницей, что в качестве субъектов привлекались пловцы и футболисты разной квалификации (от I разряда до высококвалифицированных), и в ходе каждого эпизода обследования проводилось психофизиологическое и спортивное тестирование, отбирались образцы крови для оценки состояния нейроэндокринного аппарата регуляции функциональной активности.
Решение четвертой задачи основывалось на анализе литературных данных, в ходе которого были разработаны рекомендательные нормы к составу спортивных напитков для регидратации. Производство и регистрация специализированного продукта для питания спортсменов, соответствующего указанным требованиям, позволили оценить эффективность профилактики нарушений водно-электролитного обмена у спортсменов в условиях тренировочной деятельности. Определение количественного состава питьевых вод позволило уточнить рекомендации по регидратации с использованием спортивного напитка.
При решении пятой задачи изучено влияние на организм спортсменов схемы фармакологической защиты от эндогенной интоксикации, обусловленной профессиональной спортивной деятельностью. Субъекты исследования – спортсмены-гандболисты – использовали разработанную схему фармакологической профилактики и коррекции. В качестве контрольного обследования были взяты результаты их обследования на аналогичном этапе подготовки, когда они тренировались без применения медико-биологических средств ускорения восстановления. Длительность назначения разработанной схемы фармакологической профилактики и, соответственно, интервал между обследованиями спортсменов равнялись 2 неделям. В образцах крови помимо гематологических, биохимических и гормональных показателей оценены маркеры окислительного стресса (показатели антиоксидантного статуса).
Разработанная в ходе решения шестой задачи экспериментальная модель физической нагрузки позволила сформировать выборки из лабораторных животных (крысы) и оценить влияние лекарственных средств на работоспособность и клинико-биохимические показатели, определить целесообразность использования препаратов в спорте. На протяжении 2 недель животным назначались лекарственные средства и моделировалась физическая нагрузка по авторской методике с постепенно возрастающей интенсивностью. В конце исследования животные подвергались вскрытию под кетаминовым наркозом сразу после преодоления физической нагрузки.
Разработка схемы фармакологической защиты от окислительного стресса в ходе решения седьмой задачи осуществлялась также с применением животных, когда лабораторным мышам на фоне регулярного проведения сеансов гипобарической гипоксии в течение 2 недель назначались отдельные лекарственные средства из групп антиоксидантов и антигипоксантов или их комбинация со средствами системной энзимной терапии. По окончании 2 недель сразу после декомпрессии они подвергались вскрытию. Разработанная на животных фармакологическая схема и комбинированный способ защиты от окислительного стресса были в последующем апробированы на спортсменах-велосипедистах с дизайном исследования, аналогичным описанному для пятой задачи.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались следующие группы методов исследования: гематологические, биохимические, иммунологические, оценки антиоксидантного статуса, фотохемилюминесцентной детекции, количественного элементного анализа, педагогического контроля (спортивного тестирования), эргометрические, доклинические, морфологические, психофизиологические, эпидемиологические, математического моделирования, математической статистики.
В ходе написания диссертации обследовано 518 спортсменов в возрасте 16-32 лет, профессионально занимающихся плаванием, греблей академической, велосипедным спортом, легкой атлетикой, хоккеем и гандболом со спортивным стажем 8-22 года, квалификацией от I разряда до мастеров спорта международного класса (МСМК), проведены эксперименты с 108 белыми лабораторными мышами, 80 белыми лабораторными крысами.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты научных исследований отражены в 68 публикациях, в том числе в 14 статьях, опубликованных в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК Российской Федерации, материалах 12 международных конференций (Российская Федерация, Республика Армения, Республика Беларусь), 2 патентах, 3 заявках на изобретение, 2 монографиях, 6 методических рекомендациях и научных статьях общим объемом свыше 40 печатных листов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 10 глав, списка литературы и приложения. Текст изложен на 358 страницах, включает 10 рисунков и 45 таблиц. Список литературы содержит 430 источников, из них 180 на иностранных языках.
Проявления срыва адаптации и способы контроля состояния спортсмена
Проблема адаптации спортсменов к условиям жары, построения тренировочной и соревновательной деятельности в условиях высоких температур или влажного климата выдвигают задачу регидратации на передний план среди всего блока вопросов медицинского сопровождения спортивной деятельности, поскольку потеря воды, электролитов и нарушение реологии крови являются существенными факторами, лимитирующими высокую спортивную работоспособность [104–108, 258].
Все биохимические процессы протекают в организме в жидкой среде, в связи с этим поддержание оптимальной жизнедеятельности в условиях занятием спортом и полноценное функционирование системы адаптации к физическим нагрузками невозможно без устранения обезвоживания, которое зачастую сопровождает спортивную активность. При физической нагрузке происходит усиление метаболических процессов с образованием большого количества тепла, приводящего к повышению внутренней температуры тела. Высокая температура окружающей среды способствует получению дополнительного тепла извне. Все это может привести к перегреванию организма, ухудшению спортивных результатов и даже к тепловым травмам (судороги мышц, тепловая перегрузка, тепловой удар). Самым эффективным процессом терморегуляции является процесс потоотделения благодаря потреблению испаряющейся водой большого количества энергии. Проведение тренировок либо соревнований в условиях жаркого или влажного климата сопровождается увеличением скорости потоотделения и развитием дегидратации (обезвоживания) организма. Интенсивное потоотделение и потери жидкости с потом приводят к снижению общего объема циркулирующей крови и повышению ее вязкости, увеличению нагрузки на сердечно-сосудистую систему. При отсутствии адекватного восполнения потерь жидкости потоотделение затрудняется, температура тела начинает прогрессивно повышаться и риск гипертермической травмы значительно возрастает [158–160, 224].
Таким образом, важной особенностью соревнований, проводимых в условиях жаркого влажного климата, является необходимость обязательного восполнения теряемой в процессе потоотделения жидкости. Обычная питьевая вода для этой цели не может быть использована, так как она не компенсирует потерю минеральных веществ. Пот, испаряющийся с поверхности кожи, содержит относительно небольшое количество электролитов, однако при усиленном потоотделении в условиях жаркой влажной погоды организм теряет значительную их часть. Вместе с потом теряются ионы натрия, хлора и в меньшей степени калия, изменяется их содержание и соотношение в плазме крови. Развивающийся водно-электролитный дисбаланс способствует нарушению физиологических механизмов терморегуляции, снижает спортивную работоспособность и оказывает негативное влияние на здоровье спортсмена [69, 175, 382].
Решением данной проблемы является употребление специально разработанных напитков для регидратации, имеющих сбалансированный углеводно-минеральный состав, которые не только компенсируют потери воды и электролитов при тренировках и соревнованиях в условиях жаркого влажного климата, но и служат источником энергии, восполняя запасы расходуемого в процессе физической деятельности гликогена. Проведенный анализ отечественных и зарубежных источников выявил существенные расхождения во мнениях относительно состава рекомендуемой жидкости, ее количества и режима употребления, что обусловливает необходимость выработки собственных рекомендаций по предупреждению обезвоживания спортсменов [49, 69, 171, 205, 372].
Существующие углеводно-минеральные напитки либо в связи с неподходящим составом не могут быть однозначно рекомендованы к применению в процессе физической активности в условиях жары, либо не зарегистрированы и не поступают в свободную продажу. Помимо этого они характеризуются высокой стоимостью. Между тем эффективная стратегия борьбы с обезвоживанием во время выступления на крупных соревнованиях требует выработки у спортсменов привычки часто пить, не дожидаясь появления чувства жажды и развития первых симптомов обезвоживания, еще во время тренировок. В связи с этим имеется потребность в создании рецептуры спортивного углеводно-минерального напитка, который будет иметь оптимальный состав для эффективной борьбы с обезвоживанием в процессе спортивной деятельности [69].
Адаптация организма спортсмена к условиям жаркого влажного климата. Физиологическая адаптация, или акклиматизация, основана на определённых изменениях в органах и функциональных системах организма, которые развиваются под влиянием продолжительных (дни, недели, месяцы) постоянных или повторяющихся температурных стрессов. Изменения, наступающие в организме в первые дни температурного воздействия, соответствуют начальной фазе адаптации и характеризуются повышенной функциональной активностью всех физиологических систем организма. У человека, впервые попавшего в условия высокой температуры, увеличиваются суточное потребление жидкости и внепочечные влагопотери, уменьшается суточный диурез. Увеличивается интенсивность потоотделения и содержание электролитов в поте. В крови снижается концентрация натрия, в моче увеличивается концентрация калия. В клетках потовых желез уменьшается содержание гликогена. Происходит существенное снижение работоспособности, при выполнении стандартной физической работы значительно повышается ЧСС и ректальная температура [156, 157, 168].
Гематологические и биохимические маркеры у гребцов-академистов
Аминокислоты в спорте могут применяться с заместительной целью (полиаминокислотные коктейли), с анаболизирующей (отдельные аминокислоты или их сочетания), а также для улучшения функции печени (аспартаты, метионин).
Пластическое действие аминокислот. В настоящее время большинство специалистов придерживаются мнения о том, что правильно построенный рацион питания позволяет получить необходимое спортсмену количество белка из пищи и нет необходимости принимать специальные белковые добавки. Исключением могут служить ситуации, когда помимо физических нагрузок на потребности организма влияют другие факторы (период быстрого роста в детском и подростковом возрасте и прочее) [165, 166, 318].
Анаболизирущее действие аминокислот. В целом следует заметить, что результаты специальных исследований, проведенных для изучения влияния аминокислот на уровень гормона роста, весьма противоречивы. Одни исследователи сообщают о том, что аргинин и лизин увеличивают продукцию гормона роста, оказывая тем самым анаболический эффект в виде увеличения мышечной массы, а также усиливают утилизацию скелетными мышцами глюкозы [355, 396, 406, 429]. Другие исследования показали, что различные комбинации аргинина, орнитина и лизина секрецию гормона роста не увеличивают, на мышечную массу и силу не влияют и уровень в плазме метаболитов углеводов и жиров не изменяют, вместе с тем создают опасность нарушения баланса отдельных аминокислот в организме [37, 96, 98, 117, 151, 361, 425].
Аминокислоты с разветвленной цепью
Особое место среди других аминокислот отводится аминокислотам с разветвленными цепями (ВСАА) – лейцину, изолейцину и валину. Согласно данным литературы они ускоряют продукцию энергии и повышают аэробную выносливость, уменьшают поступление триптофана в головной мозг, препятствуя тем самым развитию утомления. Однако используемые для этого большие количества ВСАА приводят к достоверному повышению уровня аммиака, что может ухудшить мышечный метаболизм, вызвать нарушения моторных функций и координации [257, 288, 289, 356, 421]. Дополнительный прием разветвленных аминокислот может оказать положительный эргогенный эффект [259, 260, 362]. Ряд исследований показали неэффективность добавок с ВСАА в повышении спортивной работоспособности [203, 288]. Необходимое количество указанных аминокислот можно получить с продуктами питания, что гораздо предпочтительнее, чем использование добавок. Глютаминовая кислота (L-глютамин). Данные литературы, касающиеся использования глютаминовой кислоты в спортивной практике с целью усиления процессов аэробного окисления, не дают однозначного ответа о ее эффективности [122, 253, 267, 312, 373, 383]. Назначение экзогенного глютамина с целью профилактики инфекционных заболеваний и синдрома перетренированности привело к значительному снижению частоты инфекций у спортсменов [276, 370]. В то же время показатели иммунограмм (распределение и функциональные характеристики лимфоцитов) не имели достоверных отличий [277, 294].
Гидроксиметилбутират (НМВ). Метаболит аминокислоты лейцин – гидроксиметилбутират (НМВ). Имеется несколько исследований, показавших прирост мышечной массы и силы после нескольких недель приема НМВ [375]. Однако большинство специалистов опровергли эти сведения [166, 330, 379, 425]. Детоксицирующее действие аминокислот. Способностью улучшать детоксицирующую функцию печени обладает аспарагиновая кислота и ее соли – аспартаты, а также аминокислоты метионин и орнитин.
Панангин (аспаркам). Предполагается, что аспарагинат переносит калий и магний из внеклеточного пространства внутрь клетки и сам включается в процессы внутриклеточного метаболизма, однако установлено, что прием аспарагината перед нагрузкой не влияет на содержание аммиака в крови во время и после высокоинтенсивной работы [412]. Более того, исследованиями показано, что прием калий-магний аспартата не оказывает влияния на мышечный метаболизм и работоспособность [291, 311, 353, 380].
Препараты пластического действия
К препаратам пластического действия (анаболизантам) относятся некоторые витамины (витамин В12, фолиевая кислота) и их коферменты (кобамамид, флавинат), витаминоподобные вещества (оротовая кислота и ее соли – оротат калия и магнерот; рибоксин), анаболизанты негормональной природы (метилурацил, нуклеинат натрия).
Анаболизирующим эффектом обладают также энергодающие средства (милдронат, L-карнитин (элькар), креатин), некоторые антигипоксанты (олифен (гипоксен), бемитил), адаптогены (левзея (экдистен), леветон, адаптон), продукты пчеловодства (апилак (маточное молочко)) [331]. При применении препаратов оротовой кислоты (оротат калия, магнерот) возможно возникновение аллергических реакций. С осторожностью оротат калия необходимо назначать спортсменам с патологией гепатобилиарной системы ввиду возможного нарушения внутрипеченочной гемодинамики [52]. Имеются также данные о побочном действии оротовой кислоты в виде избыточного синтеза и отложения в печени нейтрального жира (стеатоз, жировая инфильтрация печени) в опытах на животных [301].
Адаптация достигается тогда, когда гипоксическое состояние приводит к активации энергетического обмена. Если же сильный дефицит кислорода выраженно нарушает энергетический обмен, то прием антигипоксантов позволяет преодолеть явления ишемии и ускорить восстановление после больших физических нагрузок. Р.Д. Сейфулла считает, что в ряде случаев препараты данной группы могут использоваться в начальной фазе учебно-тренировочных сборов в условиях среднегорья для ускорения адаптации к гипоксии [192].
Психофизиологическое тестирование спортсменов разных видов спорта в динамике учебно-тренировочного и соревновательного процессов
Из представленных данных следует, что тесную корреляционную взаимосвязь с показателями липидного обмена проявил показатель содержания тестостерона и гормональный индекс тестостерон/кортизол. Это выражалось в прямой корреляционной зависимости между Т/К и содержанием триглицеридов (r=0,2907; p=0,14), липопротеидов низкой плотности (r=0,4292; p=0,02), коэффициентом атерогенности (r=0,4647; p=0,01). Также обнаруживалась околодостоверная взаимосвязь данного показателя с содержанием общего белка (r=0,3574; p=0,07) и холестерина (r=0,3430; p=0,08). Установленные закономерности подтверждают целесообразность применения соотношения тестостерон/кортизол для оценки наблюдаемых в динамике учебно-тренировочного процесса сдвигов в гормональной системе регуляции адаптационной системы и всего организма.
Аналогично прослеживается взаимосвязь между содержанием тестостерона и холестерина (r=0,5074; p 0,01), триглицеридов (r=0,5671; p 0,01), липопротеидов очень низкой (r=0,5671; p 0,01) и низкой плотностей (r=0,5055; p 0,01), коэффициентом атерогенности (r=0,5624; p 0,01).
Однако не было установлено достоверной корреляционной зависимости между каким-либо из оцениваемых биохимических показателей и содержанием кортизола, ДГЭАС, соотношением ДГЭАС/кортизол. Таким образом, использование показателя содержания ДГЭАС в сыворотке крови и гормонального индекса ДГЭАС/кортизол представляется малоинформативным для определения адаптационного потенциала спортсмена, а целесообразность приема ДГЭАС как с целью повышения работоспособности, так и для коррекции компонентного состава массы тела весьма сомнительной.
Информационной базой исследования, на основании которой производилась разработка математической модели, являлись результаты обследования 36 спортсменов национальной команды Республики Беларусь по гребле академической (19 женщин, 17 мужчин), имеющих квалификацию от кандидата до мастера спорта международного класса, на предсоревновательном и соревновательном этапах годичного цикла подготовки к Чемпионату Мира 2009 г. В связи с отсутствием нескольких спортсменов на отдельных этапах проведения данного исследования всего было получено 55 случаев обследования, составивших генеральную совокупность для статистического анализа.
Представлялось логичным, что в разрабатываемом индексном показателе анаболические влияния тестостерона и альдостерона должны суммироваться через некоторые коэффициенты и составлять числитель дроби, в знаменателе которой отражалось бы катаболическое воздействие кортизола. В качестве прогнозируемой переменной поначалу предполагалось использовать спортивный результат спортсмена (время преодоления дистанции). Однако подобный выбор привел бы к сложности применения разработанной формулы для спортсменов других циклических видов спорта ввиду потери смыслового значения показателя. Кроме того, предпринятая попытка построения математической модели прогнозирования спортивного результата оказалась неудачной: разработанная формула обладала низким предсказательным значением, а ее интерпретация с учетом биологического значения показателей была весьма затруднительна. В связи с этим решено было разрабатывать новый индекс как математическую модель предсказания содержания МСМ в крови. В предыдущей главе была отражена перспективность применения наряду с биохимическими показателями, традиционно используемыми в практике спортивной медицины, содержания МСМ в качестве оценочного критерия изменений, происходящих в организме высококвалифицированных спортсменов, для контроля протекания процессов адаптации и своевременного назначения медицинских и педагогических средств коррекции. Накопление среднемолекулярных пептидов в крови спортсменов как продуктов неполного белкового катаболизма является неотъемлемой частью сложного процесса развития адаптации к физическим нагрузкам. Увеличение их содержания в крови отмечается вследствие спортивной деятельности, и, в свою очередь, МСМ выступают в качестве индукторов белкового синтеза, запуская целый каскад биохимических реакций, приводящих к приобретению спортивной формы. Таким образом, разработанная модель прогнозирования содержания МСМ у одной группы спортсменов может быть применена даже к спортсменам другого вида спорта без существенной потери смысла. Для разработки формулы прогнозирования использовался метод множественной регрессии, где в качестве зависимой переменной выступало содержание МСМ, а в качестве независимых – логарифм от содержания тестостерона, альдостерона и кортизола. Учитывая существенную разницу в диапазоне значений данных гормональных показателей, мы заменили их абсолютные величины на логарифмические, смотри формулу (3).
Фармакологические способы защиты от окислительного стресса на экспериментальной модели гипоксии физической нагрузки у лабораторных крыс
Спортивная деятельность является частным случаем универсального механизма адаптации организма человека к возрастающим физическим нагрузкам. Предъявляемые спортсмену физические нагрузки должны носить стрессорный (возмущающий) характер, поскольку только в этом случае они будут стимулировать выработку адаптационных реакций. Особенностью адаптации в спорте, в отличие от других сфер человеческой деятельности, требующих приспособления к экстремальным ситуациям, является многоступенчатость адаптации к усложняющимся условиям внешней среды. Поэтому классическая теория развития стресс-реакции, приводимая, в частности, в работах Ф.З. Меерсона с соавт. (1988), не до конца подходит для описания изменений, происходящих в организме спортсменов на этапах подготовки. Само определение стресса как ответной реакции организма на действие чрезмерных по силе или длительности раздражителей едва ли подходит для описания спортивной деятельности. Тем не менее, основываясь на лабораторных моделях стресс-реакции и сопоставляя их с изменениями в организме спортсменов, исследователи дали характеристику гормональных сдвигов, происходящих при физической нагрузке и отражающихся в изменении содержания глюкокортикоидов, тестостерона [33, 45].
Согласно классической теории стресс-воздействия развитие приспособительных реакций в ответ на регулярно предъявляемые физические нагрузки, не превыщающие адаптационный потенциал спортсмена и, соответствено, не приводящие к срыву адаптации, уже само по себе должно оказывать положительный эффект в виде укрепления здоровья и профилактики заболеваний. С этих позиций задача тренера, инструктора по физкультуре или врача спортивной медицины состоит в оценке адаптационного потенциала организма и планировании тренировочного процесса или программы реабилитационного лечения с таким расчетом, чтобы предъявляемые организму нагрузки, с одной стороны, оказывали возмужающее воздействие и стимулировали выработку реакции тренировки и реакции адаптации, а с другой стороны, не превышали пределы переносимости физической нагрузки на текущем уровне тренированности. Адекватное сочетание тренировочных и нагрузочных микроциклов будет способствовать расширению адаптационного потенциала и снижать риск заболеваемости на протяжении большей части годичного цикла подготовки [214]. В качестве альтернативной теории, более подходящей для спортивной и восстановительной медицины, использовались работы Л.X. Гаркави, Е.Б. Квакиной и М.А. Уколовой (1969). Ими были сформулированы представления и даны характеристики ранее неизвестным общим неспецифическим адаптационным реакциям: «реакция тренировки», развивающаяся в ответ на действие разных по качеству слабых раздражителей, и «реакция активации», возникающая в ответ на воздействия средней силы, промежуточные между слабыми и сильными.
Лабораторное выявление этих реакций основывалось на показателях гемограммы (индекс лимфоциты/моноциты) и соотношении минералокортикоиды/глюкокортикоиды (альдостерон/кортизол) [45]. Таким образом, разные авторы пытались с помощью показаталей функционирования эндокринной системы организма дать суммарную оценку общей совокупности реакций адаптации к физической нагрузке. Не отрицая важности указанных исследований и справедливости полученных в ходе их проведения выводов, следует отметить, что центральный регуляторный аппарат организма представлен не сугубо железами внутренней секреции, но и в первую очередь центральной нервной системой, под влиянием которой в значительной степени возможна перестройка функционирования всех органов и систем. Тем более это справедливо в спорте, где психоэмоциональное состояние может оказать прямое влияние на показатели физической работоспособности через мощный механизм волевых стимулов. Невозможно также абсолютизировать влияние нейрорегуляторного аппарата ввиду очевидности того, что для успешного тренировочного процесса крайне важно полноценное субстратное и энергетическое обеспечение всех видов обмена, а также очистка организма от продуктов метаболизма. Если этого не происходит, то высока вероятность наступления глубокого биохимического утомления, проявляющегося в раскоординации всех видов обмена веществ, иммуносупрессии, что неминуемо снижает работоспособность независимо от исходного состояния нейроэндокринной системы регуляции [51, 141]. Поэтому в наших исследованиях предложена биокибернетическая модель, позволяющая определить риск срыва адаптации к физическим и психоэмоциональным нагрузкам современного спорта. В исследованиях Л.В. Шаровой (2007) с целью контроля за состоянием человека была разработана шкала прогнозирования динамики функциональных и адаптационных резервов его организма на основе математических методов [238–239]. Однако, в отличие от этой работы, наше исследование было ориентировано исключительно на спортсменов и оценку адаптации к физическим и психоэмоциональным нагрузкам спорта.
