Оценки физической работоспособности

Биохимические методы исследования и

Биохимические методы занимают одно из ведущих мест в общем комплексе обследований и контроля за тренированностью спортсменов. Будучи достаточно точными и надежными, они значительно дополняют и расширяют возможности оценки функционального состояния, позволяют объективно судить о течении обменных процессов и правильно оценивать степень тех или иных отклонений в состоянии здоровья.

Проводимые в динамике, они позволяют следить за течением заболевания, за эффективностью проводимых реабилитационных и профилактических мероприятий, изучать направленность обменных процессов путем определения специфических промежуточных продуктов обмена в крови, моче и других средах.

Напряженная мышечная деятельность сопровождается значительными метаболическими и гематологическими изменениями. Полученные на сборах биохимические показатели позволяют уже на ранней стадии диагностировать признаки переутомления и вносить коррективы в тренировочный процесс, применять необходимые реабилитационные средства. Наиболее ценны в этом отношении показатели углеводного, азотистого и жирового обменов, крови, слюны и др.

Углеводный обмен

Углеводный обмен оценивают по содержанию в крови сахара (глюкозы), молочной (лактат) и других кислот.

Молочная кислота в норме составляет 0,33—0,78 ммоль/л. После тренировки (соревнования) лактат возрастает до 20 ммоль/л и даже более. Молочная кислота — это конечный продукт гли-колиза, ее уровень в крови позволяет судить о соотношении процессов аэробного окисления и анаэробного гликолиза. Гипоксия при физической нагрузке приводит к увеличению содержания молочной кислоты в крови, образовавшийся лактат действует неблагоприятно на сократительные процессы в мышцах.

Кроме того, уменьшение внутриклеточного рН может снизить ферментативную активность и тем самым затормозить физико-химические механизмы мышечного сокращения, что в итоге отрицательно влияет на спортивные результаты.

Концентрация глюкозы в крови в норме — 4,4—6,6 ммоль/л. При длительных физических нагрузках наличие сахара в крови снижается, особенно у слаботренированных спортсменов, во время участия в соревнованиях, проводимых в жарком и влажном климате.

По уровню глюкозы и молочной кислоты в крови можно судить о соотношении аэробного и анаэробного процессов в работающих мышцах.

Креатин до тренировки составляет 2,6—3,3 мг%, а после тренировки повышается до 6,4 мг%. С ростом тренированности содержание креатина в крови после нагрузки уменьшается. Адаптированный к физическим нагрузкам организм спортсмена реагирует повышением уровня креатина в крови в меньшей степени, чем слабо тренированный. Длительное сохранение повышенного уровня креатина в крови свидетельствует о неполном восстановлении.

Белковый (азотистый) обмен. Белковый обмен изучают путем определения наличия метаболитов в крови. Остаточный азот, мочевина, креатинин, индикан являются продуктами белкового обмена. В норме остаточный азот составляет 14,28—28,56 ммоль/л, мочевина — 3,23—6,46 ммоль/л, креатинин — 0,088—0,176 ммоль/л, индикан — 0,68—5,44 мкмоль/л, или 0,2—0,8 мг/л. Увеличение перечисленных показателей у спортсменов указывает на катаболические процессы в организме. К этому приводят перенапряжения (перетренировки), хроническое утомление, нарушение функции почек и др.

Кроме того, у спортсменов, особенно занимающихся циклическими видами спорта, нормализация содержания мочевины после тренировок, как правило, не наступает. Происходит усиленное расщепление (распад) белков, поскольку поставка энергии за счет расщепления углеводов и жиров оказывается недостаточной. Особенно усиленный распад белков идет при тренировках в среднегорье.

Содержание мочевины в крови позволяет сделать заключение о степени утомления (или хронического утомления), что надо.рассматривать как симптом недостаточного восстановления и 'несбалансированного питания (недостаток животных белков и витаминов). За спортсменами с увеличенным показателем мочевины надо наблюдать особенно внимательно.

С ростом работоспособности спортсмена содержание креатина и мочевины в крови после нагрузки уменьшается. Адаптированный к физической деятельности организм реагирует на нее меньшим повышением уровня мочевины и креатина в крови, чем слабо тренированный.

Длительное сохранение повышенного уровня мочевины и креатина в крови свидетельствует о недостаточной интенсивности биохимических реакций. По мере улучшения тренированности организм отвечает меньшими биохимическими изменениями в крови.

Жировой обмен

Жировой обмен определяют по триглицеринам, глицерину и др. При длительной физической деятельности жирные кислоты в сыворотке крови достигают 1,0 ммоль/л и более, в покое они составляют 0,5—0,7 ммоль/л.

Основными липидами и липоидами в плазме крови человека являются жирные кислоты, триглицериды, фосфолипиды, свободный и эстерифицированный холестерин, сфингомиелины и др.

Суммарное содержание всех перечисленных липидов (общие липиды) у взрослых здоровых людей колеблется в пределах 4— 10 г/л (табл. 36).

Все эти липиды находятся в связанной с белками форме. Жирные кислоты связаны с альбумином, причем количество их в комплексе альбумин—НЭЖК может достигать 1% и более. Остальные липиды — триглицериды, фосфолипиды, свободный и эстерифицированный холестерин и сфингомиелины — связаны с а- и р-глобулинами плазмы крови и образуют так называемые липопротеидные комплексы, или липопротеиды.

Наблюдения за регулярно тренирующимися мужчинами 35— 59 лет в беге на длинные дистанции показывают повышение в крови неатерогенных липопротеидов по сравнению с атероген-ными. Такие лица не имеют признаков ишемической болезни сердца (по данным ЭКГ).

Таблица 36

Содержание липидов в плазме крови взрослых здоровых людей

Название липида	Содержание
г/л	мг%%
Неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК)	0,08-0,2	8-20
Триглицериды	0,5-1,9	50-190
Фосфолипиды	1,1-2,75	110-275
Сфингомиелиньх	0,3-0,6	30-60
Холестерин неэстерифицированный	0,5-1,1	50-110
Холестерин эстерифицированный	1,0-2,2	100-220

В последние годы стали уделять большое внимание содержанию жиров (липидов) в продуктах питания спортсменов, особенно тренирующихся в циклических видах спорта. И в этой связи возрос интерес к комплексной оценке обменных процессов, происходящих в организме спортсменов.

Показатели крови. Для определения функционального состояния спортсменов используют биохимические показатели красной крови (эритроциты, гемоглобин, гематокрит, тромбоциты, лейкоциты и др.).

Общий анализ крови является одним из основных лабораторных исследований, позволяющим оценивать эритропоэз, лейкопоэз, тромбоцитообразование, диагностировать анемию, контролировать лечебные и реабилитационные мероприятия и т.п.

Изменение гематологических показателей — сложный процесс. Он непосредственно связан с регулирующим влиянием нервной и эндокринной систем. Под влиянием интенсивных физических нагрузок показатели красной крови существенно меняются (табл. 37), разрушается определенная часть эритроцитов.

Таблица 37

Изменение показателей кровяной системы под влиянием физических нагрузок у спортсменов (М±m)

дни обсяеар- яюия	Гематологические показатели
Эритро циты	Гемо глобин	Гемато- крвт	Ретикуло- цшы	Среднее со держание гемоглоби на в эритроците (СГЭ)	Средний объем эритроцитов	Цветной показатель
3-и день 12-й девь 20-й ень	4,41±0,3 4,67±0,38 4,78±0,3*	14,16±0,5 15,4±0,66 15,9+0,57**	37,5±0,75 40,8±0,76 43,06±0,77**	3,75±0,29 8,93±0,44 12,9±0,52***	31,35±0,7 33,15±0,73 37,8±0,75	84,56±0,56 87,12±0,52 89,6±0,47	0,99±0,15 0.99±0,15 1,0±0,1

Примечание: достоверность различий между основной и контрольной группами: * — р < 0,01; ** — р < 0,05; *** — р < 0,001.

Одним из механизмов адаптации системы транспортировки кислорода к повышению физической активности является увеличение объема крови и общего количества гемоглобина. Общее количество гемоглобина тесно коррелирует с показателем максимального потребления кислорода (МПК), являясь важным фактором аэробной производительности и физической работоспособности.

Эритроциты в норме составляют (4—5)х10¹² в литре у мужчин и (3,9—4,7)х10¹² в литре у женщин. Основная функциональная роль эритроцитов — снабжение тканей кислородом и участие в транспортировке углекислоты. При снижении этой способности возникает анемия.

Средний объем эритроцитов важен при диагностике различных форм малокровия. Показатель вычисляют путем деления гематокрита на общее количество эритроцитов в крови. Средний объем эритроцитов (MCV) выражают в кубических микронах, или кубических микрометрах. Нормальная величина составляет 75—95 мкм³. Повышение показателя наблюдается при анемиях, особенно при В^-дефицитных анемиях. Объем эритроцитов часто увеличен при диффузных поражениях печени, алкоголизме и пр.

Снижение наблюдается при микроцитарных анемиях и др. По показателям красной крови можно корректировать тренировочный процесс и проводить реабилитационные мероприятия в макро- и микроциклах, если имеются отклонения в показателях, особенно при появлении анемии.

Гемоглобин — дыхательный пигмент крови, основная его функция — транспортировка кислорода и углекислоты. В норме он составляет: у женщин — (11,7—15,8) г% (70—94,8 единиц), у мужчин — (13,8-18) г% (82,8-108 единиц).

Гематокрит (гематокритная величина, Hct) дает представление о соотношении между объемом плазмы и форменных элементов крови (эритроцитов). У здоровых лиц (мужчин) гематокрит крови равен (40—48) об.% (или 0,40—0,48), у женщин — (36—42) об% (или 0,36—0,42). При анемии Hct значительно снижается. Повышение гематокрита существенно повышает вязкость крови. В связи с этим уменьшается сердечный выброс и количество кислорода, доставляемого тканям. При анемии заметно снижается работоспособность.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) в норме составляет (2—10) мм/ч у мужчин и (2—15) мм/ч у женщин. СОЭ снижается при сгущении крови (обезвоживании, эритроцитозах и др.). Высокие цифры СОЭ указывают на воспалительные изменения в организме, анемию, гиперволемию и др.

Цветной показатель отражает относительное содержание гемоглобина в эритроцитах. В норме цветной показатель равняется 1,0 при 100% гемоглобина и 5 млн эритроцитов в 1 мкл крови. Он имеет важное диагностическое значение и является характерным лабораторным признаком различных анемий. При показателе ниже 0,86 анемии называют гипохромными, так как эритроциты недостаточно насыщены гемоглобином. Повышение цветного показателя относительно нормы свидетельствует о гиперхромии.

Среднее содержание гемоглобина в эритроците (СГЭ).В последнее время наряду с цветовым показателем используют более достоверную абсолютную величину — содержание гемоглобина в одном эритроците. В расчете этого показателя весовое количество гемоглобина выражают в очень мелких единицах — пикограммах (пг). 1 пг = 1^-9 г.

СГЭ получают по формуле:

.

В норме СГЭ равняется (24—33) пг. Снижение этого показателя отражает гипохромию и наблюдается при железодефицитных анемиях, повышение имеет место при макроцитарных и особенно мегалоцитарных анемиях.

Ретикулоцит — это незрелый эритроцит, клетка, содержащая зернисто-сетчатую субстанцию. В крови здоровых людей насчитывают (2—10)% ретикулоцитов. Результаты подсчета выражают в промиллях (%о). Количество ретикулоцитов также связано с анемическими состояниями.

Исследование слюны. Слюна может служить фактором, характеризующим функциональное состояние спортсмена при выполнении физических нагрузок. По слюне определяют титр лизо-цима и рН, амилазу, молочную кислоту и др. У тренированных спортсменов титр лизоцима выше, чем у плохо подготовленных. Интенсивные физические нагрузки приводят к снижению титра лизоцима, к сдвигам рН в кислую сторону, а также к повышению активности амилазы и увеличению молочной кислоты.

Иммунитет (Т- и В-лимфоциты, иммуноглобулины). При пониженном иммунитете увеличивается возможность травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, простудных заболеваний и др., что естественно ведет к снижению спортивной работоспособности (рис. 58).

Рис. 58. Динамика показателей иммуноглобулинов в сыворотке крови после курса

массажа и оксигенотерапии у спортсменов с травмами и заболеваниями

опорно-двигательного аппарата

Для оценки иммунологического статуса у спортсменов исследуют следующие показатели крови:

1) относительное и абсолютное число лимфоцитов в периферической крови (в крови человека циркулирует 30—40 млрд лимфоцитов, из них (50-60)% — Т-лимфоциты, (20-30)% — В-лимфоциты и (10—20)% — «нулевые» лимфоциты);

2) концентрацию сывороточных иммуноглобулинов (по Ман-чини и соавт., 1965) [содержание иммуноглобулинов различных классов в периферической крови следующее: IgA — (1,97 ± 0,12) г/л, IgM — (1,19 ± 0,05) г/л, IgG — (14,63 ± 0,35) г/л];

3) фагоцитарную активность лейкоцитов [нормальные показатели по фагоцитозу кандида альбикас: фагоцитарное число 1— 2,5; фагоцитарный индекс — (40—90)%; нормальные цифры по фагоцитозу стафилококка: фагоцитарное число — 4—9, фагоцитарный индекс — (40—80)%].

Миоглобин (МГ), циркулирующий в крови, зависит от величины и продолжительности физической нагрузки. Он повышается пропорционально сложности выполняемой физической нагрузки и ее интенсивности. Заметного соответствия между МГ, повышением лактата и понижением рН не наблюдается.

Ацетилхолин влияет на тонус гладкой мускулатуры бронхов, внутренних органов, сосудов легких. Ацетилхолин является медиатором холинергических нервов и адренергических нервных соединений (Burn J.H., 1961), образуется во многих органах и тканях. У здоровых лиц он составляет 86,6 мкг/мл.

Содержание ацетилхолина может изменяться в зависимости от общего тонуса вегетативной нервной системы. Исследования показали, что при физических нагрузках, усиленном потоотделении концентрация ацетилхолина повышается. Это относится и к нервно-мышечной иннервации, где требуется высокая концентрация ацетилхолина. Причина увеличения заключена, по-видимому, в нарушении медиаторного баланса, что в свою очередь приводит к гипоксемии и гипоксии тканей. Эти нарушения приводят к метаболическим сдвигам, характер и выраженность которых прямо зависят от продолжительности и интенсивности физических нагрузок.

У спортсменов с хроническим утомлением отмечено повышение уровня ацетилхолина в крови в состоянии покоя, что может свидетельствовать о серьезных функциональных нарушениях вегетативной нервной системы.

Увеличение содержания ацетилхолина в крови затрудняет доставку кислорода тканям, влияет в первую очередь на трансмембранные процессы клеток путем изменения цГМФ, концентрацию глюкозы, активность пируваткиназы, а это, в свою очередь, способствует сдвигу рН (метаболический ацидоз) и изменению кривой диссоциации кислорода.

При бронхоспазме отмечается повышение содержания ацетилхолина.

Гистамин является одним из ведущих медиаторов воспалительных и аллергических реакций у человека. В крови гиста-мин находится в гранулоцитах и высвобождается при всякого рода повреждениях, легко переходя в плазму. Норма гистамина в крови — 0,55 мкг/мл.

При интенсивных физических нагрузках боли в мышцах возникают в результате повышения содержания гистамина в крови. Кроме того, гистамин участвует в образовании микротромбов, которые ведут к гипоксии тканей.

Исследование мочи. Удельный вес мочи у здорового человека колеблется между 1015 и 1025. Моча здорового человека светлая и прозрачная, имеет соломенно-желтый цвет. Среднее значение рН при обычном питании — около 6,0. Кислотность мочи увеличивается при гипокалиемическом алкалозе, ацидозе, почечной недостаточности и др. Появление белка в моче называется протеинурией, появление сахара в моче — глюкозурией. Наличие в моче кетоновых тел (ацетона, ацетоуксусной и бета-ок-симасляной кислот) — кетонурия — является выраженным проявлением патологии углеводного обмена.

Появление в моче большого количества эритроцитов (микро-или макрогематурия), часто в сочетании с выраженной протеинурией, — результат переохлаждения, чрезмерных физических нагрузок, а также некоторых заболеваний почек и др. Лейкоци-турия (более 1—3 у мужчин и 4—7 у женщин) свидетельствует о воспалительных процессах в почках или мочевыводящих путях.

Биопсия мышц позволяет определить содержание в них гликогена и др. Исследования показывают, что тренированные мышцы обладают более высокой способностью к депонированию гликогена, чем нетренированные, потому что в них концентрация окислительно-восстановительных ферментов в 2—3 раза больше.

В биоптантах мышц бедра мужчин и женщин содержится 55% волокон I типа (медленно сокращающихся) и 45% волокон II типа (быстро сокращающихся). У представителей разных видов спорта эти соотношения меняются. С возрастом количество волокон I типа увеличивается за счет волокон II типа, одновременно уменьшается размер мышечных волокон (до 30%).

Наблюдаются взаимоотношения между гистохимическими, метаболическими и сосудистыми изменениями, возникающими в мышцах вследствие тренировки.

Исходя из соотношения мышечных волокон в биоптантах, врач может ориентировать тренера на развитие тех или иных физических качеств (например, скорости, выносливости) или при отборе кандидатов для занятий определенным видом спорта. Эти соотношения запрограммированы генетически и видоизменить их тренировками невозможно.

ГЛАВА VI.

Дата добавления: 2014-11-25