17 мая 2020г.
Известно, что значительные по интенсивности физические нагрузки предъявляют чрезвычайно высокие требования к организму спортсменов. Отрицательное их влияние на иммунный и метаболический статус организма отмечено рядом исследователей [1,2,3,6,8], которое расценивается как вторичный иммунодефицит (ВИД). Занятие спортом сопровождается большими затратами и неизбежно приводит к развитию тканевой гипоксии и эндогенной интоксикации, обусловленной метаболическими изменениями: активацией процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), увеличением продукции простагландинов (ПГ), увеличением анаэробного пути получения энергии [5]. Известно, что физические нагрузки пикового уровня существенно влияют на организм спортсменов, в то время как пороговые нагрузки не формируют ВИД [4]. В возникновении ВИД важную роль играет тканевая гипоксия, которая возникает при значительной физической нагрузке, а также эндогенная интоксикация, обусловленная продуктами метаболизма белков, липидов и углеводов. В отношении к спортсменам, занимающимся борьбой дзюдо, данный вопрос остаётся недостаточно изученным [7]. Учитывая вышеизложенное, мы поставили целью данного исследования изучение влияния физических нагрузок порогового, среднего и пикового уровней на метаболический и иммунный статус спортсменов, занимающихся борьбой дзюдо.
Материалы и методы исследования. Под нашим наблюдением находилось 126 мужчин возрастом от18 до 22 лет, занимающихся борьбой дзюдо, жителей города Луганска, членов спортивных клубов «Авангард», «Динамо» и спортивной школы-интерната. 103 (81,7%) спортсмена имели массовые разряды, 23 (18,3%)были кандидатами в мастера спорта. Стаж занятий спортом у 31 спортсмена составлял менее 3 лет, у 62 – 3-4 года, у 24 – 4-6 лет, у 9 – более 6 лет. Тренировочный макроцикл включал три периода: 1) подготовительный длительностью 3 месяца, с частотой тренировок 3 раза в неделю по 2 ч каждая; 2) соревновательный длительностью 2 – 3 дня с количеством спаррингов 2 – 6 за время соревнований; 3) переходный длительностью 10 дней с облегчёнными тренировками 2 раза в неделю.
Все исследования проводили в подготовительном периоде дважды (в начале и в конце периода). При этом у 43 спортсменов (34,1%) тренировочный процесс был организован с физической нагрузкой порогового уровня, у 48 атлетов (38,1%) – с физической нагрузкой среднего уровня, а у 35 (27,8%) – с физической нагрузкой пикового уровня. О соблюдении данного условия эксперимента судили по показателям минимального потребления кислорода в подготовительном периоде тренировочного микроцикла.
Контрольную группу составили 53 практически здоровых мужчин в возрасте 18 – 22 лет, никогда профессионально не занимавшихся спортом.
Работа выполнялась в соответствии с общепринятыми биоэтическими нормами с соблюдением соответствующих принципов Хельсинской декларации прав человека, Конвенции Совета Европы о правах человека и биомедицины и соответствующих законов Украины относительно проведения экспериментальных и клинических исследований.
Определяли в сыворотке крови спортсменов активность процессов ПОЛ и ферментативной системы антиоксидантной защиты (АОЗ), состояние системы ПГ, состояние системы циклических нуклеотидов, системы адениловых нуклеотидов; состояние клеточного и гуморального звеньев иммунитета.
Концентрацию диеновых конъюгатов (ДК) ненасыщенных высших жирных кислот определяли по Стальной И.Д., содержание малонового диальдегида (МДА) определяли по методу Стальной И.Д. и Гаришвили Т.Г., активность каталазы – по Королюк М.А. и соавт., активность супероксиддисмутазы (СОД) определяли спектрофотометрическим методом; концентрации простагландинов (ПГ) – ПГЕ2, ПГF2α, простациклина (ПЦН), тромбоксана (ТхВ2), циклических аценозина и гуанина монофосфатов (цАМФ и цГМФ), интерлейкинов (ИЛ-1β, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, фактора некроза опухоли (ФНО-α), интерферона (ИФН-α) в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом на автоматическом иммуноферментном комплексе производства фирмы «AwarenessTechnologyInc.» (США) с использованием коммерческих тест-систем производства фирмы «Gen-ProbeDiaclone» (Франция) в соответствии с инструкциями о порядке проведения исследования для каждого из вышеуказанных медиаторов. Определение содержания АТФ, АДФ и АМФ проводили по методу CohnW.E., CarterC.E. Энергетический заряд (ЭЗ) рассчитывали по формуле: ЭЗ=[(АТФ)+1/2(АДФ)] / (АТФ+АДФ+АМФ).
Популяции нейтрофилов периферической крови спортсменов получали с помощью центрифугирования на двойном градиенте плотности 1,093 фиколла-верографина (WongandWilson). Моноциты выделяли по методу RecaldeH.R. Чистоту суспензии моноцитов (89-98%) подтверждали иммунофлуоресцентным методом с использованием моноклональных антител к рецепторам СD 14. Жизнеспособность клеток в суспензии подтверждали в тесте с трипановым синим (она составляла 89-93%).
Фагоцитарную активность нейтрофилов и моноцитов периферической крови определяли чашечным методом. Подсчитывали фагоцитарный индекс (ФИ) и фагоцитарное число (ФЧ).
Лимфоциты выделяли на градиенте плотности фиколла-верографина по модифицированной методике Böyum. Содержание в крови общих Т-лимфоцитов, Т-хелперов/индукторов, Т-лимфоцитов с цитотоксическими свойствами, НК, В-лимфоцитов, а также Т-лимфоцитов, несущих активационные антигены – CD25+ (α-цепь рецептора ИЛ-2), определяли методом непрямой иммунной флуоресценции с использованием моноклональных антител, соответственно СD3, СD4, СD8, СD16, СD22 и СD25 производства научно-производственного центра «Медбиоспектр» (Москва, Российская Федерация).
О функциональной активности Т-лимфоцитов судили по уровню спонтанного и индуцированного митогеном (фитогемагглютинином – ФГА – лектином Phaseolusvulgaris) пролиферативного ответа в 48- часовых культурах мононуклеарных клеток.
Функциональную активность В-лимфоцитов оценивали по уровню синтеза IgA, IgM и IgG в нестимулированных и стимулированных митогеном лаконоса (Phytolaccaamericana) в концентрации 20 мкг/мл 5-суточных культур мононуклеарных клеток.
Содержание IgA, IgM и IgG определяли методом радиальной иммунной диффузии в геле по Манчини.
Статистическая обработка полученных данных проводилась методами вариационной статистики с определением достоверности различий признаков по критерию Стьюдента для множественных сравнений с поправкой Бонферрони, после отвержения нулевой гипотезы о равенстве средних с помощью дисперсионного анализа.
Результаты исследования показали, что наибольшие отрицательные изменения наблюдаются при физических нагрузках пикового уровня.
Влияние физических нагрузок на активность процессов ПОЛ и ферментативной системы АОЗ.
Метаболические показатели спортсменов до начала тренировок существенно не отличались от аналогичных показателей здоровых нетренированных лиц, после окончания тренировочного цикла показатели оказались изменёнными в зависимости от уровня физической нагрузки. Так, после окончания цикла тренировок с пороговым уровнем физических нагрузок все показатели оказались недостоверно повышенными относительно таковых у здоровых нетренированных лиц. После окончания цикла тренировок со средним уровнем нагрузок концентрация ДК увеличилась в 1,18 раза, МДА – в 1,17 раза, активность каталазы – в 1,17 раза, СОД – в 1,16 раза относительно таковых у здоровых нетренированных лиц (р<0,05 во всех случаях). Активность каталазы была также в 1,12 раза выше, чем у спортсменов, которые тренировались при нагрузках порогового уровня (р<0,05). После окончания цикла тренировок при физических нагрузках пикового уровня содержание ДК увеличилось в 1,38 раза (р<0,001) в сравнении с показателями нетренированных лиц и в 1,24 раза (р<0,01) и в 1,17 раза (р<0,05) выше, чем при пороговом и среднемуровне нагрузок. Содержание МДА увеличилось в 1,3 раза (р<0,001) в сравнении с показателями референтной нормы и в 1,17 раза (р<0,05) по сравнению с таковым при пороговом уровне тренировок. Активность каталазы превышала показатели здоровых лиц в 1,34 раза, и в 1,29 и 1,15 раза превышала таковые при пороговом и среднем уровне нагрузок. Активность СОД превышала показатели нетренированных лиц в 1,24 раза (р<0,05). Таким образом, физические нагрузки в течение тренировочного периода способствуют активации процессов ПОЛ и повышению активности ферментов системы АОЗ. Это влияние носит дозозависимый характер: с увеличением уровня нагрузок нарушения активности ПОЛ и ферментативной системы АОЗ возрастают. Наибольшие отрицательные сдвиги активности ПОЛ и системы АОЗ наблюдаются при физических нагрузках пикового уровня, умеренные – при нагрузках среднего уровня, тогда как при нагрузках порогового уровня сдвиги были несущественными.
Влияние физических нагрузок на систему простагландинов. Установлено, что показатели ПГ спортсменов (общая популяция) до начала соревнований суще
Под влиянием физических нагрузок активизируется система простагландинов, вследствие чего в сыворотке крови существенно и непропорционально увеличиваются концентрации ПГЕ2, ПГF2α, ПЦН и ТхВ2, хотя до начала цикла тренировок концентрации всех изучаемых классов ПГ соответствовали аналогичным показателям здоровых нетренированных лиц.
Разные по интенсивности физические нагрузки вызывали разные изменения содержания ПГ. При нагрузках порогового уровня содержание ПГЕ2 увеличилось в 1,2 раза (р<0,05), ПГF2α – в 1,33 раза (р<0,01) по сравнению с показателями здоровых нетренированных лиц. Концентрация ПЦН увеличилась в 1,33 раза (р<0,001), ТхB2 – в 1,29 раза (р<0,01). Цикл тренировок со средним уровнем физических нагрузок приводил к повышению содержания ПГЕ2 в 1,44 раза (р<0,001) против нормы и в 1,35 раза против пороговых нагрузок. Содержание ПГF2α выросло в 1,67 раза против показателей здоровых нетренированных лиц и в 1,25 раза против показателей с пороговыми нагрузками. Значение коэффициента ПГЕ2/ ПГF2α снизилось в 1,19 раза, а значение коэффициента ПЦН/ТхВ2 – в 1,14 раза против показателей нетренированных лиц (р<0,05).
Физические нагрузки пикового уровня привели к снижению коэффициента ПГЕ2/ ПГF2α соответственно в 1,45, 1,28 раза по сравнению с таковым нетренированных лиц и спортсменов при тренировках порогового и среднего уровней нагрузок. Снижение коэффициента ПЦН/ТхВ2 также было достоверным в 1,32, 1,38 и 1,15 раза соответственно. Таким образом, большие нагрузки приводили к большим изменениям в системе ПГ.
Влияние на систему циклических нуклеотидов. Физические нагрузки приводят к дисбалансу в системе ц АМФ/цГМФ. Известно, что роль липидов в энергетике организма в условиях стресса возрастает. При этом ц АМФ является медиатором, через который опосредуется переключение энергетического обмена с углеводного типа на липидный [24]. Установлено, что физические нагрузки увеличивают сывороточные концентрации ц АМФ, ц ГМФ и коэффициент ц АМФ/ц ГМФ, что говорит о преобладании ц АМФ над ц ГМФ. С увеличением уровня физических нагрузок нарушения в указанной системе возрастают. Наибольшие изменения были у спортсменов, чей тренировочный цикл был сопряжён с физическими нагрузками пикового уровня. Коэффициент ц АМФ/ц ГМФ при этом превысил таковой у здоровых нетренированных лиц, у спортсменов с пороговым и средним уровнем нагрузки соответственно в 1,28, 1,32 и в 1,21 раза (различия статистически достоверны).
Установлено, что физические нагрузки влияют на систему адениловых нуклеотидов сыворотки крови спортсменов, что проявляется уменьшением концентрации наиболее ценного в энергетическом отношении соединения (АТФ) и увеличением менее ценных энергоресурсов (АДФ и АМФ), что приводит к уменьшению энергетического заряда (ЭЗ) сыворотки крови. Наименьшие изменения в адениловой системе возникают под влиянием физических нагрузок порогового уровня, умеренные – под влиянием нагрузок среднего уровня, наибольшие – под влиянием пиковых нагрузок. Таким образом, физические нагрузки способны существенно изменять энергетический потенциал сыворотки крови спортсменов. Выраженность утомления спортсменов зависит от интенсивности физических нагрузок.
Ретроспективный анализ показывает, что патофизиологическое обоснование влияния интенсивных физических нагрузок, являющихся стрессовым фактором для организма, на иммунный статус спортсменов остаётся недостаточно изученным.
Мы в своём исследовании установили, что под влиянием нагрузок у спортсменов развивались нарушения клеточного звена иммунитета. После окончания тренировочного цикла ФИ и ФЧ нейтрофилов и моноцитов снижались. Уменьшалось содержание СД3+-клеток за счёт преимущественного уменьшения Т- холперов/индукторов при относительном преобладании субпопуляции цитотоксических Т-супрессоров, вследствие чего иммунорегуляторный индекс (ИРИ) СД4+/СД+ уменьшался. Содержание активированных Т- лимфоцитов уменьшалось. Со стороны B-системы иммунитета наблюдали снижение удельного веса В- лимфоцитов в периферической крови, а также снижение их антителопродуцирующей функции, о чём свидетельствовало уменьшение в сыворотке крови IgM, IgG, IgA и снижение показателей их спонтанного и индуцированного синтеза в культурах мононуклеарных клеток. Физические нагрузки повышали содержание НК при одновременном падении их цитотоксической способности. До начала тренировок все показатели М-, Т-, В- и НК звеньев иммунной системы находились в пределах значений показателей здоровых нетренированных лиц.
Влияние физических нагрузок было различным в зависимости от их уровня. Так, физические нагрузки порогового уровня практически не влияли на исследуемые иммунные параметры. При физических нагрузках среднего уровня существенно изменились 90,9% изучаемых показателей. При физических нагрузках пикового уровня все показатели были изменены наиболее существенно. Наблюдалось угнетение фагоцитарной активности моноцитов и нейтрофилов, Т- и В-лимфопения, формирование супрессорного варианта иммунодефицитного состояния, угнетение антителопродуцирующей активности В-лимфоцитов, гипоиммуноглобулинемия, снижение количества активированных Т-лимфоцитов и цитотоксической способности НК при увеличении их количества.
В работе установлено, что показатели, характеризующие гуморальное звено иммунитета спортсменов, до начала тренировок не отличались от показателей практически здоровых нетренированных лиц. После окончания цикла тренировок все исследуемые показатели (ИЛ-1β, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ- 10, ФНО-α и ИФН-α) снизились против показателей нетренированных лиц и исходных. Физические нагрузки порогового уровня не вызывали существенных изменений интерлейкинового и интерферонового статуса спортсменов. Увеличение физических нагрузок до среднего уровня, напротив, способствовало существенным изменениям концентраций всех исследуемых медиаторов в сыворотке крови. Ещё значительнее угнетали интерлейкиновый и интерфероновый статус спортсменов физические нагрузки пикового уровня.
Заключение
Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о существенном отрицательном влиянии физических нагрузок среднего и пикового уровней интенсивности на показатели метаболического статуса и иммунологической реактивности организма спортсменов, занимающихся борьбой дзюдо, тогда как нагрузки порогового уровня для данных спортсменов являлись безопасными. Знание особенностей метаболизма и направленности изменений в иммунной системе спортсменов позволит объективно подойти к оценке иммунологической реактивности организма для предотвращения опасности её срыва, даст возможность установить критерии для оптимизации тренировочных режимов у спортсменов, занимающихся борьбой дзюдо, разработать и применить иммунопрофилактические средства, уменьшающие гипоксию и эндогенную интоксикацию за счёт подавления процессов ПОЛ и, возможно, исключения пиковых нагрузок во время тренировочного процесса.
Список литературы
1. Афанасьева И.А. Показатели гомеостаза спортсменов при физических нагрузках разной интенсивности / И. А. Афанасьева. – СПб, 2011. – 100с.
2. Афанасьева И.А. Уровень кортизола и фагоцитарная активность лейкоцитов у спортсменов при высоких физических нагрузках/ И. А. Афанасьева//Учёные записки университета им. П.Ф. Лесгофта. – 2009. – №1. – С.6-10.
3. Бондаренко О.В. Влияние физических нагрузок на функциональную активность моноцитов и нейтрофилов периферической крови спортсменов-пловцов / О. В. Бондаренко, Е. В. Яковлева//Загальна патологія та патологічна фізіологія. – 2010. – №4. – С.34– 36.
4. Дорофеева Е.Е. Профилактика энергетического стресса на фоне значительных физических нагрузок / Е.Е.Дорофеева //Вестник гигиены и эпидемиологии. – 2004. – Т.8, №1.– С.56 – 59.
5. Дорофєєва О.Є. Біохімічні показники крові спортсменів високого класу як критерії адаптації до значних фізичних навантажень / О.Є. Дорофєєва //Фізіологічний журнал. – 2004. – №3. – С.65 – 70.
6. Метаболические, иммунные и гематологические изменения у спортсменов разных специализаций (рукопашный бой, борьба дзюдо, бодибилдинг) и их коррекция /В. В. Флегонтова, В. И. Шейко, Г. В. Ясько[и др.]. –Луганск, 2012. – 112с.
7. Ушаков А.В. Влияние физических нагрузок на популяционный состав и функциональную активность лимфоцитов периферической крови борцов дзюдо в динамике тренировочного макроцикла/А.В. Ушаков //Загальна патологія та патологічна фізіологія. – 2007. – №3. – С.91 – 98.
8. Bereket-Yucel S. Risk of hepatitis B infections in Olympic wrestling/S Bereket-Yucel // British Journal of Sports and Medicine. – 2007. – №5. – Р. 150 – 159.
