Механизмы адаптации... Часть 1

[Malibo]

Механизмы адаптации к большим физическим нагрузкам велосипедистов. Часть 1

На последнем заседании Федерации велоспорта Донецкой области большой интерес вызвало выступление врача континентальной велокоманды ISD Continental Team Елены Дорофеевой, являющейся врачом высшей категории и доктором медицинских наук. Сегодня мы публикуем первую часть доклада, который посвящен адаптации велосипедистов после больших физических нагрузок.

В физиологи под адаптацией понимается приспособление организма к условиям его обитания, направленное на поддержание оптимального функционального состояния и гомеостаза. В развитии большинства адаптационных реакций можно проследить два этапа: начальный этап – срочная, но не совершенная адаптация; последующий этап – долговременная адаптация, совершенная Переход от срочного этапа адаптации к долговременному осуществляется при продолжительных нагрузках, интенсивность которых постепенно возрастает, но не прямолинейно, а волнообразно. Волнообразное нарастание нагрузок, вероятно необходимо для закрепления достигнутых метаболических, субклеточных и клеточных изменений, формирования морфологических изменений, свойственных адаптации.

Сдвиги, происходящие в организме спортсмена, в процессе систематической мышечной деятельности при длительных многолетних тренировках, происходят на всех уровнях организма: молекулярном, субклеточном, клеточном, органном и системном. Скорость развития выраженных адаптационных реакций различна для разных органов и систем. Раньше всего они развиваются в системах, непосредственно обеспечивающих выполнение значительных физических нагрузок и ликвидации гипоксии, в частности сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и регуляторных систем. Поэтому при контроле реакций адаптации в первую очередь исследуются эти системы.

Метаболические и функциональные изменения в сердце, более тонко отражают показатели ЭКГ и эхо-кардиограммы (ЭхоКГ), особенно проведенного до и после физической нагрузки. Для этого используется тест PWC170 – который определяет не только уровень функционального состояния (УФС), МПК, но и скорость восстановления. У велосипедистов преобладает изотонический (энергетически более экономный) режим гиперфункции сердца, что проявляется относительной дилатацией и отсутствием существенных утолщений миокарда.

Так как в процессе адаптации к значительным физическим нагрузкам состояние сердечно-сосудистой системы чрезвычайно велико, особого внимания заслуживают изменения сердца, в частности пролапс митрального клапана (ПМК) и атипично расположенные хорды (АРХ). ПМК и АРХ являются проявлением дисплазии соединительной ткани (ДСТ). Эти особенности соединительной ткани мы можем выявить при Эхо–обследовании, которое рекомендуется проводить всем спортсмена не реже чем 1 раз в 2 года, а при выявлении ПМК или АРХ – 1 раз в год. Частота ПМК в популяции колеблется от 1,8% до 38%. Несмотря на более чем 40-летний период изучения проблемы ПМК вызывает интерес у многих исследователей из-за большой распространенности и риска развития тяжелых осложнений. Более того, ряд авторов относят ПМК к факторам риска развития внезапной смерти у лиц активно занимающихся спортом. Риск развития серьезных осложнений ПМК повышается с возрастом. Самым тяжелым осложнением ПМК является внезапная смерть. Всего в литературе описано около 100 случаев внезапной смерти, когда ПМК являлся единственной патологоанатомической находкой. В подавляющем большинстве случаев остановка сердца связана с документированной предшествующей желудочковой недостаточностью вследствие разрыва хорд.

Неврологические осложнения при ПМК наиболее часто представлены нарушениями мозгового кровообращения, ишемическими инсультами и мигренозными головными болями. Поэтому некоторые авторы рассматривают ПМК как фактор неблагоприятный для занятий спортом, серьезно влияющий на адаптацию.
К факторам риска внезапной смерти у спортсменов, а значит и основанием для принятия решения о противопоказании спортивных тренировок, следует отнести случаи внезапной смерти близких родственник, наличие жалоб спортсменов на серцебиение, обморочные состояния, боли в области сердца, усиливающиеся при физических нагрузках, а также изменения ЭКГ и экстрасистолическая аритмия, выявляемая в покое и при физической нагрузке. Поэтому спортивному врачу и тренеру необходимо обращать внимание на состояние здоровья близких родственников, что позволит своевременно выявить предрасполодженность к различным заболеваниям и развитию осложнений.

Большинство авторов, изучавших ПМК у спортсменов, отмечают наличие снижения показателей физической работоспособности и аэробной производительности, особенно если ПМК сочетается с АРХ. При анализе стандартных ЭКГ у спортсменов с ПМК чаще выявляются неспецифические нарушения процессов реполяризации, что свидетельствует о напряжении адаптационных механизмов у этих спортсменов, о напряжении у них окислительно-восстановительных процессов.

Поэтому при решении вопроса о возможности занятия спортивной деятельностью лиц с ПМК нужно учитывать характер ПМК (первичный или вторичный), степень ПМК и выраженность регургитации, наличие жалоб, клинических данных, семейного анамнеза, миксомотозные изменения клапанов, степень напряжения адаптации.

По характеру адаптационных сдвигов сердечно-сосудистой системы (ССС), определяемых при динамических наблюдениях в состоянии покоя и в ответ на физические нагрузки можно судить о функциональном состоянии не только этой системы, но и организма в целом. Т.е. сердечно-сосудистая система является индикатором адаптационно-приспособительных реакций. Также ССС участвует в распределение крови в различных тканях тела, которое сильно колеблется в зависимости от немедленных потребностей определенной ткани в кислороде, метаболически активных компонентов. В покое у здоровых людей больше снабжаются кровью метаболически активные ткани. Печень и почки получают почти половину всей циркулирующей крови (соответственно 27,0% и 22,0%), тогда как находящиеся в покое скелетные мышцы – только около 15%. Во время мышечной деятельности кровоток изменяется: при интенсивной физической нагрузке, требующей проявления выносливости, мышцы получают до 80% и более всей циркулирующей крови. Это в сочетании с увеличенным сердечным выбросом приводит к увеличению кровотока в мышцах почти в 25 раз. Для усиления метаболизма, помимо увеличения кровотока, необходимо повышенное поступления кислорода. Поэтому дыхательная система также активно участвует в процесах адаптации при систематических физических нагрузках и у велосипедистов отчетливо возрастает жизненная емкость легких (ЖЕЛ), артерио-венозная разница по кислороду, что отражает повышенное извлечение кислорода тканями.

Помимо увеличения ЖЕЛ, у спортсменов важным является и доставка кислорода к работающим мышцам, т.е. кислородотранспортная способность крови, что определяется концентрацией в ней гемоглобина. Определение общего гемоглобина в крови не всегда является информативным. Важно изучать абсолютное содержание и концентрацию гемоглобина непосредственно в самом эритроците и средний объем эритроцита. Имеет также значение и структурно-функциональное состояние эритроцитарной мембраны, которое при активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) меняется и сопровождается деформацией, повышенным их прилипанием к стенке сосудов и замедлением кровоточа. Т.е. нас интересует более широкое исследование гематологических показателей: изучение уровня гематокрита, ретикулоцитов, абсолютное содержание и концентрация гемоглобина непосредственно в самом эритроците и объем эритроцита. Очень часто при одном и том же показателе гемоглобина у спортсменов уменьшаются показатели абсолютного содержания и концентрации гемоглобина непосредственно в самом эритроците, средний объем эритроцита. В этом случае спортсмены нуждаются в препаратах для коррекции данного состояния.

(Продолжение следует)

Источник: http://sportclub-isd.com/

[Malibo]

Механизмы адаптации к большим физическим нагрузкам велосипедистов. Часть 2

Сегодня мы публикуем вторую часть доклада врача континентальной велокоманды ISD Continental Team Елены Дорофеевой, являющейся врачом высшей категории и доктором медицинских наук. Это выступление прошло на заседании Федерации велоспорта Донецкой области и вызвало большой интерес у специалистов. Так же, как и первая часть, этот материал посвящен адаптации велосипедистов после больших физических нагрузок.

Для оценки кислородотранспортной способности крови мы также изучаем содержание сывороточного железа, ферритина (запас железа в органах) и трансферина (транспортное железо).

Эти тесты позволяют обнаружить дефицит железа на первых стадии его развития. Железо - важнейший микроэлемент, необходимый для формирования миоглобина - веществ, которые являются переносчиками кислорода и входят в состав эритроцитов и мышечных волокон. Поскольку большая часть транспортируемого в крови кислорода связана с железом гемоглобина, при развитии железодефицитной анемии (состояние, характеризующееся снижением количества железа в организме) отмечается снижение максимальных аэробных возможностей и выносливости.

Риск развития железодефицитной анемии может быть связана как с недостаточным поступлением железа, так и с более значительным распадом железосодержащих соединений при значительных физических нагрузках и с повышенным выведением железа вследствие обильного потоотделения. Кроме того, некоторые женщины-спортсменки потребляют продукты с низкой биодоступностью железа, что повышает угрозу истощения его запасов в организме. Потребление рекомендуемого количества железа (ежедневная норма поступления железа с пищей: для женщин – 15 мг, для мужчин – 12 мг) помогает поддержать оптимальный уровень гемоглобина. В то время как мужчины-спортсмены обычно потребляют железа больше нормы, женщины-спортсменки имеют тенденцию потреблять железа меньше рекомендуемого количества.

Несомненно, важную роль в профилактике дефицита железа играет полноценный рацион питания. Самым богатым естественным вместилищем железа является белок, содержащийся в телятине, рыбе, говяжьей печени. Богаты железом овес, фрукты, различные овощи – особенно фасоль, кукуруза, горох.

Для оценки состояния здоровья спортсменов и их адаптационых механизмов мы исследуем не только кровь, но и мочу. У здоровых спортсменов в покое, в процессе отдыха от мышечной деятельности, моча не содержит белка и форменных элементов крови. Однако под влиянием активных тренировок или соревнований в ней может появиться белок (“спортивная” протеинурия), свежие эритроциты, лейкоциты, гиалиновые цилиндры. Подобные изменения отмечаются чаще у спортсменов, выполняющих длительную и очень интенсивную работу: у боксеров-профессионалов, футболистов, бегунов на средние, длинные и марафонские дистанции, велосипедистов, …. Появление после острого физического напряжения и быстрое исчезновение изменений в период отдыха позволило назвать такие изменения в моче “спортивным псевдонефритом”. В период восстановления состав мочи у спортсменов нормализуется, однако следовые реакции после больших нагрузок, как правило, отмечаются в течении 2, а у недостаточно подготовленных в течении 3-4 суток.

У спортсменов сдвиги в энергообеспечении, метаболические, электролитные сдвиги предшествуют изменениям ЭКГ и ЭхоКГ и могут отражать начало развития патологических процессов, связанных с хроническими физическими перегрузками. Модификация метаболизма у спортсменов происходит благодаря модификации активности ключевых ферментов. Нами выявлено, что активность ферментов участвующих в процессе переаминирования (АЛТ и АСТ) у спортсменов не отличались от показателей контрольной группы. В тоже время уровень ЛДГ, участвующей в трансформации лактата и являющейся ключевым ферментом в регуляции соотношения процессов гликолиза и дыхания у спортсменов был достоверно ниже, чем в контрольной группе (4,64±0,34 мккат/л р<0,05). При напряжении адаптационных механизмов у велосипедистов имелась более значительная активация системы перекисного окисления липидов (ПОЛ) с повышением конечных продуктов (МДА) в 4,5 раза, в то время как у спортсменов с хорошей адаптацией МДА повышалось не более чем в 3 раз. Кроме того, при нарушении адаптации в период максимальных нагрузок отмечено накопление промежуточных продуктов ПОЛ (ДК) (обладающих более выраженной мембранодестабилизирующей активностью и накопление которых быстрее может приводить к развитию оксидативного стресса), не возвращавшееся к исходным показателям в период снижения нагрузок. У этих спортсменов выявлен также дисбаланс активности ПОЛ и системы антиоксидантной защиты (АОЗ), проявляющийся в снижении коэффициента каталаза/МДА более чем в 4 раза, отмечено достоверное снижение уровня витамина Е (у 40,8%), особенно в нагрузочный период. Выраженная активация ПОЛ может бать одним из критериев напряжения адаптационных механизмов. Спортсмены с выраженной активацией ПОЛ и c дисбалансом активности систем ПОЛ и АОЗ нуждаются в применении антиокидантов. К данной группе препаратов относят витамин Е и С, дубинол, натрия сукцинат, церулоплазмин, карнитин, селен и многие другие.

Причины изменения метаболизма многообразны: нарушение питания, нарушение функции органов ЖКТ, хронические очаги инфекции, наличие ДСТ и др. При изменении ряда показателей метаболизма снижается работоспособность, ухудшаются реакции и координация двигательного аппарата, что делает спортсмена более восприимчивым к повреждениям. Эти изменения корригируются за счет адекватного водного режима, рационального питания, фармакологических препаратов.

Достижение высоких спортивных результатов возможно только у лиц, имеющих достаточную устойчивость высшей нервной деятельности к физическим и эмоциональным стрессам. В тоже время нарушения, разбалансированность процессов возбуждения и торможения отрицательно влияют на механизмы адаптации. Наиболее простым и доступным методом суждения о типологической направленности является использование различных опросников, среди которых наиболее распространен в настоящее время опросник Айзенка. Среди обследованных нами спортсменов преобладали сангвиники - 61,1%, холериков было 19,9%, флегматиков – 16,0% и меланхоликов – 3,0%. По нашим данным тип высшей нервной деятельности влиял на спортивное мастерство и динамику спортивных результатов. Это связано с тем, что тип высшей нервной деятельности не меняется в течение жизни и является одним из предопределяющих моментов дальнейшей спортивной судьбы спортсменов. Наиболее высоких спортивных результатов достигали спортсмены сангвиники и холерики.

В тоже время лица со слабым типом высшей нервной деятельности (меланхолики) и с относительно медленными процессами возбуждения (флегматики) хуже и медленнее адаптируются к значительным физическим нагрузкам, что не позволяет им быстро прогрессировать и добиваться очень высоких спортивных результатов.

Помимо типологической направленности высшей нервной деятельности, влияние на которую практически невозможно или крайне ограничено, на адаптацию к физическим нагрузкам у спортсменов влияют и психологические особенности личности, характер которых может несколько изменяться с возрастом и под влиянием многих экзогенных факторов.

Уровень ситуационной и личностной тревожности также чаще изучают с помощью опросников, в частности опросника Спилбергера. Нами изучен уровень ситуационной и личностной тревожности по Спилбергеру. Среди обследованных спортсменов высокого класса преобладали спортсмены со средним уровнем ситуационной тревожности (69,5%). С высоким уровнем ситуационной тревожности было 20,6% и с низким – 9,9%. Разные уровни ситуационной и личностной тревожности тесно коррелировали с динамикой спортивных результатов. Среди спортсменов с высоким уровнем личностной и ситуационной тревожности достоверно преобладали спортсмены, ухудшающие результаты.

Уровень ситуационной и личностной тревожности в определенной степени коррелировал с уровнем такого биологически активного амина, играющего важную роль в процессах адаптации, как серотонин. Кроме непосредственного влияния серотонина, находящегося в крови, на «центральные» эффекты возможно опосредованное воздействие серотонина на ЦНС. Серотонин является непосредственным предшественником гормона мелатонина эпифиза, который оказывает весьма многосторонние влияния на поведенческие реакции организма, в том числе и на моторные компоненты, организацию циркадных и цирканнуальных ритмов. Модуляция регуляторных нейрогуморальных сдвигов, наступающая в процессе адаптации к длительным физическим нагрузкам проявлялась в гиперсеторонинемии. Более высокий уровень серотонина (более 130 мкг/мл) имели спортсмены с недостаточной адаптацией (ухудшающие результаты, имеющие изменения на ЭКГ и ЭхоКГ, свидетельствующие о напряжении адаптации), флегматики, и спортсмены с высоким уровнем личностной тревожности

Перетренировка у спортсменов приводит к нарушению (истощение) процессов приспособления организма к экстремальным условиям жизнедеятельности. Перегрузка отдельного органа или системы в процессе адаптации, всегда является "бедой" всего организма и сопровождается оперативной генерализованной реакцией защитно-компенсаторных механизмов. Эта реакция в первую очередь характеризуется ростом напряженности функционирования регуляторных систем (ЦНС, вегетативной нервной системы (ВНС)., нейро-эндокринной), деятельность которых направлена на компенсацию возникших отклонений от функционального оптимума. Для оценки степени напряженности функционирования регуляторных систем, обеспечивающих требуемый уровень кровоснабжения органов, мы используем метод вариационной пульсометрии, с помощью которого можно определить "цену", которую платит организм за свое существование в данных условиях жизнедеятельности. Этот метод у велосипедистов мы используем как для изучения исходного состояния, экспресс диагностики, так и для возможности прогнозировать динамику функциональных изменений в организме (как положительных, так и отрицательных). По нашим данным почти половина велосипедистов имела ваготонический (экономный ) тип.

Длительные и значительные физические нагрузки у спортсменов высокого класса наряду с метаболическими сдвигами могут приводить к определенной модификации иммунного статуса. Состояние иммунной системы прямо не влияет на характер энергообеспечения мышечной деятельности. Но снижение реактивности с повторными заболеваниями, неадекватная реакция иммунной системы на метаболические нарушения могут, с одной стороны ухудшать адаптацию к физическим нагрузкам, а с другой стороны, являются критериями состояния адаптационных механизмов. Практически все спортсмены являются «группой риска» развития вторичного иммуннодефицитного состояния. По данным большинства авторов определенная иммунологическая недостаточность встречается не менее чем у 40% профессиональных спортсменов.

При многолетних физических нагрузках и адаптации к ним реакции иммунной системы спортсменов обычно соответствуют показателям второй фазы – фазы компенсации с повышением одних иммунных показателей и понижением других. При этом переход в следующую фазу может не наступать.

В соревновательный период, по сравнению с подготовительным периодом, уменьшается концентрация иммуноглобулинов, как в слюне, так и в сыворотке крови, что свидетельствует об угнетении функциональных способностей В-лимфоцитов. Также имеются данные об особой форме транзиторного вторичного иммунодефицита, при котором один из классов иммуноглобулинов не мог быть обнаружен в сыворотке крови у 0,85%- 9,14% спортсменов во время Олимпийских игр или через 1-2 часа после окончания соревнований (Першин Б.Б. с соавт. 1981, 1994). Полное восстановление происходило в сроки от 21 до 27 дней. Модификация иммунного статуса, при напряжении адаптационных механизмов, у обследованных нами велосипедистов характеризовалась повышением уровня IgЕ, циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК), СД-16+, при снижении Т-хелперов (у 26,7% спортсменов) и повышении Т-супрессоров (у 13,3%).

В настоящее время спортивный рынок насыщен препаратами спортивного питания. Их прием необходимо строить по принципу целесообразности:
Прием до завтрака – энергетики, стимуляторы
Прием с едой – витамины, омега-кислоты
Прием перед, во время и после тренировки – энергетики и восстановители, аминокислоты, питьевые смеси

При этом нужно осторожно относиться к пищевым добавкам, так как состав, указанный на продукте, не всегда соответствует его внутреннему содержанию. Поэтому имеются проблемы адекватной оценки спортивного питания.

К числу медико-биологическим средствам восстановления относятся: рациональное питание с приёмом белковых препаратов, спортивных напитков, физио- и гидропроцедуры; различные виды массажа;; использование бальнеотерапии, локального отрицательного давления (ЛОД, баровоздействие), бани-сауны, оксигенотерапии, кислородных коктейлей, адаптогенов и препаратов, влияющих на энергетические процессы, электростимуляции, аэронизации и др.

Действие этих средств направлено на восполнение затраченных при нагрузке энергетических и пластических ресурсов организма, восстановление витаминного баланса, микроэлементов, терморегуляции и кровоснабжения, повышение ферментной и иммунной активности, что не только облегчает естественное течение процессов восстановления, но и повышает защитные силы организма, его устойчивость по отношению к действию различных неблагоприятных и стрессовых факторов.

Таким образом, адаптация спортсменов к длительным и значительным физическим нагрузкам проходит за счет метаболических, функциональных и морфологических изменений со стороны всех органов и систем. Поэтому, контроль над процессами адаптации должен включать исследование состояния нескольких систем и базироваться не только на данных клиники, но и на данных функционального, биохимического и иммунологического обследования.

Источник: http://sportclub-isd.com/