Аэробная выносливость при кардионагрузках во многом зависит от уровня гемоглобина и эритроцитов в крови. Гемоглобин отвечает за транспорт кислорода к мышцам, что крайне важно для поддержания энергии во время длительных физических усилий. Высокий уровень эритроцитов позволяет оптимизировать этот процесс, обеспечивая более эффективное насыщение тканей кислородом.
Кроме того, важную роль играют тромбоциты, которые участвуют в процессах восстановления и регенерации тканей после нагрузок, а также лейкоциты, отвечающие за иммунный ответ. Забота о здоровье форменных элементов крови способствует улучшению выносливости и общему функциональному состоянию организма атлетов.
Какие форменные элементы крови определяют аэробную выносливость при кардионагрузках
Представлены данные о изменениях в скорости обменных процессов у студентов, занимающихся физической культурой по учебному плану, и у студентов, которые занимаются лёгкой атлетикой. Во время физической активности в организме наблюдается увеличение скорости катаболических процессов, что сопровождается выделением энергии и синтезом АТФ, при этом замедляется анаболизм, который требует значительного количества АТФ для различных синтезов.
Были исследованы биохимические маркеры утомляемости и восстановления, которые корректно отображают изменения в метаболизме. У студентов была обнаружена разная степень активности креатинфосфокиназы и лактатдегидрогеназы, что указывает на высокую адаптивную способность организма.
Активность креатинфосфокиназы в значительной степени отражает морфофункциональное состояние скелетных мышц во время наращивания систематических физических нагрузок. Также был замечен сдвиг уровня лактата, который является конечным продуктом анаэробного гликолиза. Изменение концентрации молочной кислоты в исследуемых группах показывает схожесть процессов, обеспечивающих энергию организма при кратковременной нагрузке. Однако разная степень увеличения указывает на различия в энергетической емкости студентов с разной физической активностью. Учитывая роль метаболических процессов в мышечной ткани, отвечающих как за адаптивные реакции, так и за сам процесс многоступенчатой адаптации, можно предположить, что студенты, занимающиеся физической культурой по учебному плану, и те, кто занимается профессиональным спортом, обладают высокой мобильностью адаптационных систем и значительными функциональными резервами.
0 KB
биохимические показатели
физические упражнения
креатинкиназа
молочная кислота
1. Михайлов С.С. Спортивная биохимия / С.С. Михайлов. – М.: Советский спорт, 2013. – 348 с.
2. Ашкинази С.М. Итоги эксперимента по исследованию стратегий развития специфических физических характеристик атлетов, практикующих смешанные единоборства / С.М. Ашкинази, А.А. Обвинцев, Е.А. Бавыкин, А.Б.
Таймазов // Актуальные вопросы физической и специализированной подготовки силовых организаций. – 2016. – № 1. – С. 118–128.
3. Бондарева Э.А. Ассоциации четырех полиморфных генетических систем (АСЕ, EPAS1, ACTN3 и NOS3) со спортивной успешностью в борьбе самбо / Э.А. Бондарева, В.В. Шиян, В.А. Спицын, Е.З.
Година // Вестник Московского университета. Серия 23: Антропология. – 2010. – Вып. 1. – С. 36–45.
4. Ачкасов Е.Е. Сравнительный подход к современным аппаратно-программным комплексам для изучения и оценки функционального состояния спортсменов / Е.Е. Ачкасов [и др.] // Спортивная медицина: наука и практика. – 2011. – Вып. 3. – С. 7–14.
5. Байкеев Р.Ф. Определение квалификации спортсменов с помощью биохимического анализа / Р.Ф. Байкеев [и др.] // Спортивная медицина: наука и практика. – 2012. – Вып. 4. – С. 25–32.
6. Бутова О.А. Адаптация к физическим нагрузкам: анаэробный метаболизм мышечной ткани / О.А. Бутова, С.В. Масалов// Вестник Нижегородского университета им. Н.И.
Лобачевского. – 2011. – № 1. – С. 123 – 128.
7. Brancaccio P. Creatine kinase monitoring in sport medicine / P. Brancaccio, N. Maffulli, F.M. Limongelli // Br. Med. Bull. – 2007. – № 81–82. – P. 209–230.
Физкультурно-спортивная деятельность, в которую включаются студенты, является одним из эффективных средств повышения их работоспособности в учебном процессе. Особенностью обучения в медицинском вузе является повышенная умственная деятельность, требующая огромных затрат АТФ.
При выполнении физической нагрузки в организме повышается скорость катаболических процессов, сопровождающихся выделением энергии и синтезом АТФ, при одновременном снижении скорости анаболизма, потребляющего значительное количество АТФ для обеспечения различных синтезов. Такое изменение направленности метаболизма приводит к улучшению энергообеспечения работающих мышц, к повышению мощности и продолжительности работы [1].
Однако чрезмерные нагрузки могут привести к нарушениям в различных системах организма. С развитием современных лабораторных технологий информация о состоянии тканей, органов и систем на клеточном и молекулярном уровнях стала более доступна.
Следует заметить, что высокая диагностическая информативность комплексного лабораторного обследования обеспечивается совокупностью биохимических, химико-микроскопических, иммунологических и молекулярно-биологических методов исследования биологических материалов. Использование перечисленных методов позволяет оценить характер и степень воздействия повышенной физической нагрузки на организм и, как следствие, его утомляемость. Уже традиционным стало измерение в тренировочном процессе лактата в мышцах и артериальной крови, показателей рH артериальной крови, регистрации АТФ в мышцах, а также активности креатинфосфокиназы (КФК), играющей важную роль в высвобождении энергии в анаэробном алактатном процессе и позволяющем оценить его мощность и емкость. Однако, несмотря на то, что биохимические тесты, отражающие общие закономерности и индивидуальные особенности метаболических процессов [2, 3], используются достаточно давно, поиск объективных критериев определения функционального состояния студентов после физической и умственной нагрузки является актуальным по сей день.
Цель исследования
Цель настоящей работы – подобрать наиболее информативные биохимические маркеры утомления и восстановления, адекватно отражающие картину изменений метаболизма в организме студентов 1 и 2 курсов медицинского факультета после плановых занятий физической культуры и студентов, занимающихся спортом на профессиональной основе.
Исследовательские материалы и методология
Исследование проводилось в ходе ежегодного медицинского осмотра. В нём приняло участие 128 студентов 1 и 2 курсов медицинского факультета Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова, из которых было сформировано 2 группы. Данные характеристики экспериментальных групп представлены в табл. 1.
Характеристика экспериментальных групп
1-я группа – студенты 1 и 2 курсов, посещающие занятия физической культурой в рамках учебного плана.
2-я группа – студенты 1 и 2 курсов, профессионально занимающиеся лёгкой атлетикой.
Широкое распространение получает идентификация студентов, занимающихся разными видами спорта, биохимическими методами, под которыми понимают анализ совокупности доступных для регистрации биохимических параметров сыворотки крови и других биологических жидкостей, клеток и тканей, обработанных современными компьютерными статистическими программами [4, 5].
Для проведения лабораторных анализов в утренние часы проводили взятие крови путём пункции локтевой вены с использованием бесконтактных систем. Забор крови для биохимического анализа производился до выполнения физической нагрузки и после ее завершения (примерно через 5 мин).
Исследование проводили с применением следующих методов:
1) клинико-физиологических – измерение артериального давления (АД) и частоты сердечных сокращений в покое и после физической нагрузки (ЧСС) при помощи электронного тонометра «OmronMX».
2) биохимических – определение в сыворотке крови с помощью анализатора АРД-300:
— определение уровня лактата методом колориметрии с использованием реагента «LactatFS»;
— содержания глюкозы (глюкозооксидазный метод);
— содержания мочевины (уреазный кинетический метод);
— активности креатинфосфокиназы (КФК);
— активности аспартатаминотрансферазы (АсАт);
— активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ).
3) гематологических – исследование общего анализа крови: определение уровня гемоглобина, количества форменных элементов.
4) математических – расчёт средней арифметической (М); ошибки средней арифметической (m); коэффициентов корреляции (r, В. Боровиков, 2003).
Результаты исследования и их обсуждение
Спектр выделяемых биохимических маркеров, наиболее адекватно отражающих картину изменений метаболизма в организме студентов при напряженной мышечной деятельности, достаточно широк, но при этом надежность и информативность тестов, применяемых для оценки переносимости нагрузок, нельзя считать однозначной [2].
В ходе наблюдений было выявлено, что частота сердечных сокращений (ЧСС) в состоянии покоя у студентов различных групп изменялась в довольно узких пределах, колеблясь от 80,7 ± 3,3 до 82,5 ± 3,1 ударов в минуту (табл. 2). После физической нагрузки эти значения возросли и составили диапазон от 100 ± 1,6 до 117,6 ± 1,4 уд./мин. При этом у студентов первой группы наблюдали более высокие показатели сердечной активности по сравнению со студентами второй группы.
Показатели клинико-физиологического состояния (M ± m)
Значения артериального давления (АД) у мужчин и женщин обеих групп волнообразно колебались на протяжении всего периода наблюдений. В состоянии покоя у женщин от 120,1 ± 2,5 до 121,4 ± 4,5 мм рт.ст., у мужчин от 122,6 ± 2,4 до 125,6 ± 2,6 мм рт.ст. АД увеличилось после нагрузки в 1 группе до 134,9 ± 3,7 мм рт.ст. у женщин и до 136,4 ± 1,3 мм рт.ст. у мужчин (в 1,1 и 1,08 раза соответственно). Во 2 группе артериальное давление после нагрузки увеличилось до 122,4 ± 1,6 мм рт.ст. у женщин и до 125,1 ± 2,2 мм.рт.ст. у мужчин (в 1,01 и 1,02 раза соответственно). Необходимо заметить, что этот гемодинамический показатель был выше после занятия физической культурой у студентов 1 группы, чем таковой у лиц 2 группы (в 1,09 и 1,06 раз соответственно у женщин и мужчин).
В ходе исследования также было выявлено, что число эритроцитов в крови у мужчин обеих групп после физической нагрузки колебалось от 4,6 ± 0,02 до 5,5 ± 0,09 1012/л, у женщин от 4,1 ± 0,06 до 4,4 ± 0,05 1012/л. Концентрация гемоглобина у сравниваемых групп соответствовала динамике числа эритроцитов.
Число тромбоцитов у женщин и 1 и 2 групп находилось в относительно узком диапазоне колебаний от 275,0 ± 0,8 до 284,8 ± 0,7 109/л в состоянии покоя, от 287,3 ± 0,4 до 297,2 ± 0,2 109/л после нагрузки. Аналогичная закономерность, но в менее выраженной форме отмечена в динамике количества тромбоцитов у мужчин изучаемых групп. Характер изменений концентрации гематологических показателей крови в состоянии покоя (табл. 3) в целом соответствовал норме.
Гематологические показатели (M ± m)
Что касается лейкоцитов, было установлено, что их количество возросло после тренировочного процесса. В 1 группе число лейкоцитов увеличилось до 7,8 ± 0,02 109/л у мужчин и до 8,1 ± 0,03 109/л у женщин (в 1,37 и 1,19 раза соответственно). Во 2 группе – до 11,0 ± 0,01 109/л у мужчин и до 12,2 ± 0,03 109/л у женщин (в 1,9 и 1,7 раза соответственно) Данный показатель был выше у лиц, активно занимающихся лёгкой атлетикой, чем у студентов, посещающих урок физической культуры в рамках учебного плана (в 1,43 раза).
В ходе исследования проанализирована динамика изменений биохимических показателей метаболизма мышечной ткани (табл. 4). Изменение химического состава крови является отражением тех биохимических сдвигов, которые возникают при мышечной деятельности в различных внутренних органах, скелетных мышцах. Биохимические сдвиги, наблюдаемые в крови, в значительной мере зависят от характера нагрузки, и поэтому анализ проводится с учётом мощности и продолжительности тренировочного процесса [1].
Биохимические показатели метаболизма мышечной ткани (M ± m)
Содержание глюкозы и мочевины в крови находится в пределах нормы как в состояние покоя, так и после физической нагрузки.
В ходе исследования уровня креатинфосфокиназы (КФК) в сыворотке крови было установлено, что минимальная активность данного фермента фиксируется в состоянии покоя, тогда как максимальная наблюдается после физической нагрузки. Уровень активности КФК в сыворотке крови служит ценным индикатором состояния мышечной ткани и активно применяется для контроля тренировочных процессов [7].
У мужчин 1 группы концентрация данного фермента после тренировки возросла до 181,2 ± 5,30 ед/л, у женщин до 164,0 ± 7,10 ед/л (в 6,6 и 7,6 раза соответственно). У студентов, занимающихся лёгкой атлетикой, показатель КФК увеличился в 6,45 раз у мужчин и в 7,5 раз у женщин. После нагрузки увеличение показателя КФК свидетельствует о высоких адаптивных возможностях организма.
Обнаруженное нами достоверное повышение активности креатинфосфокиназы в организме легкоатлетов может быть объяснено более высоким развитием их мышечной массы в сравнении со студентами 1 группы. Известно, что чем выше уровень КФК, тем выше спортивная тренированность. Кроме того, активность КФК свидетельствовует о том, что во 2 группе наряду с активацией гликолиза задействован и креатинфосфокиназный механизм энергообразования [6]. Данные биохимических показателей метаболизма мышечной ткани экспериментальных групп представлены в табл. 4.
На основе полученных результатов было выявлено, что динамика активности аспартатаминотрансферазы (АсАт) у мужчин и женщин 1 группы после нагрузки увеличилась в 1,69 и 1,58 раза соответственно, у 2 группы – в 1,62 и 1,76 раза.
Анализ активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), фермента, катализирующего взаимопревращение пировиноградной и молочной кислот, являющегося важным критерием для оценки работы мышечной ткани в условиях анаэробного гликолиза [6], установил, что после тренировочного процесса данный показатель возрастает, но не выходит за пределы нормы.
Выводы
Под наблюдением было 128 студентов 1 и 2 курсов медицинского факультета Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова. Из них 50 мужчин и 78 женщин.
С учетом роли метаболических процессов в мышечной ткани, обусловливающих и адаптивные реакции, и сам многоступенчатый процесс адаптации, полагаем, что студенты, занимающиеся физической культурой в рамках учебного плана, и студенты, занимающиеся спортом на профессиональной основе, характеризуются мобильностью систем адаптации и серьезными функциональными резервами. Исходя из полученных результатов мы делаем вывод о том, что у студентов 1 и 2 курсов биохимические маркеры утомления и восстановления в норме. Всё это свидетельствует о сбалансированности физической и умственной нагрузки, что не приводит к патологическим изменениям в организме.
Какие форменные элементы крови определяют аэробную выносливость при кардионагрузках
Сердце – главный центр кровеносной системы, работающий по типу насоса, благодаря чему в организме движется кровь. В результате физической тренировки размеры и масса сердца увеличиваются в связи с утолщением стенок сердечной мышцы и увеличением его объема, что повышает мощность и работоспособность сердечной мышцы.
При регулярных занятиях физическими упражнениями или спортом: увеличивается количество эритроцитов и количество гемоглобина в них, в результате чего повышается кислородная емкость крови; повышается сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, благодаря повышению активности лейкоцитов; ускоряются процессы восстановления после значительной потери крови. У тренированных людей количество эритроцитов (красные кровяные тельца) с 4,5-5 млн. в 1 мм3 крови до 6 млн.
Эритроциты служат для транспортировки кислорода, и когда их количество увеличивается, кровь способна захватывать больше кислорода в легких и эффективно доставлять его к тканям, особенно к мышцам. У физически подготовленных людей также наблюдается рост числа лимфоцитов – белых клеток крови. Лимфоциты производят вещества, которые помогают нейтрализовать различные токсины, как внешние, так и внутренние. Увеличение числа лимфоцитов свидетельствует о том, что занятия физической активностью способствуют укреплению защитных функций организма и повышают его сопротивляемость инфекциям. Люди, регулярно занимающиеся спортом и физическими упражнениями, реже страдают от заболеваний, а если они и заболевают, то, как правило, легче переносят инфекционные недуги [3].
Важным показателем работоспособности сердца является систолический объем крови (СО) — количество крови, выталкиваемое одним желудочком сердца в сосудистое русло при одном сокращении. Показатели систолического объема сердца у тренированного человека гораздо выше и при мышечной работе, и в покое, чем у нетренированных людей.
Другими информативными показателем работоспособности сердца является число сердечных сокращений (ЧСС). В процессе спортивной тренировки ЧСС в покое и во время физической нагрузки со временем становится реже за счет увеличения мощности каждого сердечного сокращения.
Объясняется это тем, что сердце нетренированного человека для обеспечения необходимого минутного объема крови (количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение минуты) вынуждено сокращаться с большей частотой, так как у него меньше систолический объем. Сердце тренированного человека более часто пронизано кровеносными сосудами, в таком сердце лучше осуществляется питание мышечной ткани, и работоспособность сердца успевает восстановиться в паузах сердечного цикла. Схематично сердечный цикл можно разделить на 3 фазы: систола предсердий (0,1 с), систола желудочков (0,3 с) и общая пауза (0,4 с). Даже если условно принять, что эти части равны по времени, то пауза отдыха у нетренированного человека при ЧСС 80 уд./мин будет равна 0,25 с, а у тренированного при ЧСС 60 уд./мин пауза отдыха увеличивается до 0,33 с. Значит, сердце тренированного человека в каждом цикле своей работы имеет большее времени для отдыха и восстановления [1].
Кровяное давление – давление крови внутри кровеносных сосудов на их стенки. Измеряют кровяное давление в плечевой артерии, поэтому его называют артериальное давление (АД), которое является весьма информативным показателем состояния сердечно-сосудистой системы и всего организма.
Различают максимальное (систолическое) АД, которое создается при систоле (сокращении) левого желудочка сердца, и минимальное (диастолиеское) АД, которое отмечается в момент его диастолы (расслабления). Пульсовое давление (пульсовая амплитуда) разница между максимальным и минимальным АД. Давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). В норме для студенческого возраста в покое максимальное АД находится в пределах 100-130; минимальное – 65-85, пульсовое давление – 40-45 мм рт. ст.
Пульсовое давление при физической работе увеличивается, его уменьшение является неблагоприятным показателем (наблюдается у нетренированных людей). Снижение давления может быть следствием ослабления деятельности сердца или чрезмерного сужения периферических кровеносных сосудов.
При интенсивной физической работе у тренированных людей максимальное АД повышается до 200 мм рт. ст. и более, может долго держаться, но во время отдыха после физической работы максимальное и минимальное АД быстро приходит в норму. У нетренированных людей максимальное АД сначала повышается до 200 мм рт. ст., затем снижается в результате утомления сердечной мышцы, а после физической нагрузки максимальное и минимальное АД долго остаются повышенными.
Кровь в организме человека выполняет следующие функции: транспортная, регуляторная, защитная, теплообмен. Полный круговорот крови по сосудистой системе осуществляется за 21-22 секунды, при физической работе – 8 секунд и меньше, что ведет к повышению снабжения тканей тела питательными веществами и кислородом.
Физическая работа способствует общему расширению кровеносных сосудов, нормализации тонуса их мышечных стенок, улучшению питания и повышению обмена веществ в стенках кровеносных сосудов. При работе окружающих сосуды мышц происходит массаж стенок сосудов. Кровеносные сосуды, проходящие через мышцы, массируются за счет гидродинамической волны от учащения пульса и за счет ускоренного тока крови. Все это способствует сохранению эластичности стенок кровеносных сосудов и нормальному функционированию сердечно-сосудистой системы без патологических отклонений.
Интенсивная умственная деятельность, малое количество физических нагрузок, особенно при высоком уровне эмоционального стресса, а Вредные привычки способствуют увеличению тонуса и ухудшению кровоснабжения стенок артерий, что приводит к утрате их эластичности. Это может стать причиной устойчивого повышения артериального давления и, в конечном итоге, привести к гипертонической болезни. Уменьшение эластичности сосудов сопровождается их повышенной ломкостью и ростом давления, что увеличивает риск разрыва сосудов. Если разрыв происходит в жизненно важных органах, это может вызвать тяжелые заболевания или даже привести к внезапной смерти.
Таким образом, мы видим, что физическая культура и спорт благоприятно влияют не только на мускулатуру, но и на другие органы, в частности на кровеносную систему, улучшая и совершенствуя их работу. Чтобы быть здоровым, крепким, выносливым и разносторонне развитым человеком, необходимо активизировать кровообращение с помощью физических упражнений. Особенно полезное влияние на кровеносную систему оказывают занятия циклическими видами упражнений: бег, плавание, бег на лыжах, на коньках, езда на велосипеде [2].
