Биохимический контроль в спорте

ТАБЛИЦА 2 Химический состав

мочи здорового взрослого человека

-5-

Слюна обычноиспользуетсяпараллельнос

другимибиохимическими объектами. Вслюнеопределяютэлектролиты (N3 иК), активностьфер­ментов (амилазы), рН. Существуетмнение, чтослюна, обладаяменьшей, чемкровь, буфернойемкостью, лучшеотражаетизменениякислотно-ще­лочногоравновесияорганизмачеловека. Однакокакобъектисследования слюнанеполучилаширокогораспространения, посколькусоставеезави­ситнетолькоотфизическихнагрузокисвязанныхснимиизменений внутритканевогообменавеществ, ноиотсостояниясытости («голодная» или«сытая»слюна).

Пот в отдельныхслучаяхпредставляетинтерескакобъектисследова­ния. Необходимоедляанализаколичествопотасобираетсяспомощью хлопчатобумажногобельяилиполотенца, котороезамачиваютвдистилли­рованнойводедляизвлеченияразличныхкомпонентовпота. Экстрактвы­париваютввакуумеиподвергаютанализу.

Мышечная ткань являетсяоченьпоказательнымобъектомбиохими­ческогоконтролямышечнойдеятельности, однакоиспользуетсяредко, так какобразецмышечнойтканинеобходимобратьметодом игольчатой био­псии. Дляэтогонадисследуемоймышцейделаетсянебольшойразрез кожииспомощьюспециальнойиглыберетсякусочек (проба) мышечной ткани (2—3 мг), котораясразузамораживаетсявжидкомазотеивдаль­нейшемподвергаетсяструктурномуибиохимическомуанализу. Впробах определяютколичествосократительныхбелков (актинаимиозина), АТФ-азнуюактивностьмиозина, показателиэнергетическогопотенциала (со­держаниеАТФ, гликогена, креатинфосфата), продуктыэнергетического обмена, электролитыидругиевещества. Поихсодержаниюсудятосос­тавеифункциональнойактивностимышц, ееэнергетическомпотенциале, атакжеизменениях, которыепроисходятпривоздействииоднократной физическойнагрузкиилидолговременнойтренировки.

Прибиохимическомобследованиивпрактикеспортаиспользуются следующиебиохимическиепоказатели:

• энергетическиесубстраты (АТФ, КрФ, глюкоза, свободныежирные кислоты);

• ферментыэнергетическогообмена (АТФ-аза, КрФ-киназа, цитохромоксидаза, лактатдегидрогеназаидр.);

• промежуточныеиконечныепродуктыобменауглеводов, липидови белков (молочнаяипировинограднаякислоты, кетоновыетела, мочевина, креатинин, креатин, мочеваякислота, углекислыйгазидр.); показателикислотно-основногосостояниякрови (рНкрови, парци­альноедавлениеСО2, резервнаящелочностьилиизбытокбуферныхосно­ванийидр.);

• регуляторыобменавеществ (ферменты, гормоны, витамины, актива­торы, ингибиторы);

• минеральныевеществавбиохимическихжидкостях (например, би­карбонатыисолифосфорнойкислотыопределяютдляхарактеристикибу­фернойемкостикрови);

• содержание общего белка, количество и соотношение белковых фракцийвплазмекрови;

• анаболическиестероидыидругиезапрещенныевеществавпракти­кеспорта (допинги), выявлениекоторых—задачадопинговогоконтроля.

3. Основные биохимические показатели состава крови и мочи, их изменение при мышечной деятельности

Показатели углеводного обмена

Глюкоза. Содержаниеглюкозывкровиподдерживаетсянаотносительно постоянномуровнеспециальнымирегуляторнымимеханизмамивпределах 3,3—5,5 ммоль•л"¹ (80—120 мг%). Изменениееесодержаниявкровипри мышечнойдеятельностииндивидуальноизависитотуровнятренирован­ностиорганизма, мощностиипродолжительностифизическихупражнений. Кратковременныефизическиенагрузкисубмаксимальнойинтенсивности могутвызыватьповышениесодержанияглюкозывкровизасчетусиленной мобилизациигликогенапечени. Длительныефизическиенагрузкиприводят кснижениюсодержанияглюкозывкрови. Унетренированныхлицэтосни­жениеболеевыражено, чемутренированных. Повышенноесодержание глюкозывкровисвидетельствуетобинтенсивномраспадегликогенапече­нилибоотносительномаломиспользованииглюкозытканями, апонижен­ноееесодержание—обисчерпаниизапасовгликогенапеченилибоинтен­сивномиспользованииглюкозытканямиорганизма.

Поизменениюсодержанияглюкозывкровисудятоскоростиаэроб­ногоокисленияеевтканяхорганизмапримышечнойдеятельностииин­тенсивностимобилизациигликогенапечени. Этотпоказательобменауг­леводовредкоиспользуетсясамостоятельновспортивнойдиагностике, таккакуровеньглюкозывкровизависитнетолькоотвоздействияфизи­ческихнагрузокнаорганизм, ноиотэмоциональногосостояниячелове­ка, гуморальныхмеханизмоврегуляции, питанияидругихфакторов.

Уздоровогочеловекавмочеглюкозаотсутствует, однакоможетпоя­витьсяприинтенсивноймышечнойдеятельности, эмоциональномвозбуж­дениипередстартомиприизбыточномпоступленииуглеводовспищей (алиментарнаяглюкозурия) в результатеувеличенияееуровнявкрови (состояниегипергликемии). Появлениеглюкозывмочеприфизических нагрузкахсвидетельствуетобинтенсивноймобилизациигликогенапече­ни. Постоянноеналичиеглюкозывмочеявляетсядиагностическимтестом заболеваниясахарнымдиабетом.

Молочная кислота. ГликолитическиймеханизмресинтезаАТФвске­летныхмышцахзаканчиваетсяобразованиеммолочнойкислоты, которая затемпоступаетвкровь. Выходеевкровьпослепрекращенияработыпро­исходитпостепенно, достигаямаксимумана 3—7-йминутепослеокончанияработы. Содержаниемолочной

-6-

кислотывкровивнормевсостоянии относительногопокоясоставляет 1—1,5 ммоль•л"¹ (15—30 мг%) исущес­твенновозрастаетпривыполненииинтенсивнойфизическойработы . Приэтомнакоплениееевкровисовпадаетсусиленнымобра­зованиемвмышцах, котороесущественноповышаетсяпосленапряженной кратковременнойнагрузкииможетдостичьоколо 30 ммоль•кг¹массы приизнеможении. Количествомолочнойкислотыбольшеввенознойкро­ви, чемвартериальной. Сувеличениеммощностинагрузкисодержаниеее вкровиможетвозрастатьунетренированногочеловекадо 5— 6 ммоль•л"¹, утренированного—до 20 ммоль•л~¹ивыше. Ваэробнойзонефизическихнагрузоклактатсоставляет 2—4 ммоль•л~¹, в смешанной— 4—10 ммоль•л~¹, ванаэробной—более 10 ммоль•л~¹. Ус­ловнаяграницаанаэробногообменасоответствует 4 ммольлактатав 1 л кровииобозначаетсякакпороганаэробногообмена (ПАНО), илилактатныйпорог (ЛП). Снижениесодержаниялактатауодногоитогожеспортсменапривы­полнениистандартнойработынаразныхэтапахтренировочногопроцесса свидетельствуетобулучшениитренированности, аповышение—обухуд­шении. Значительныеконцентрациимолочнойкислотывкровипослевыпол­нениямаксимальнойработысвидетельствуютоболеевысокомуровне тренированностиприхорошемспортивномрезультатеилиобольшейме­таболическойемкостигликолиза, большейустойчивостиегоферментовк смещениюрНвкислуюсторону. Такимобразом, изменениеконцентрациимолочнойкислотывкрови послевыполненияопределеннойфизическойнагрузкисвязаноссостоя­ниемтренированностиспортсмена. Поизменениюеесодержаниявкрови определяютанаэробныегликолитическиевозможностиорганизма, чтоваж­ноприотбореспортсменов, развитииихдвигательныхкачеств, контроле тренировочных нагрузок и хода процессов восстановления организма.

Показатели липидного обмена

Свободные жирные кислоты. Являясьструктурнымикомпонентамилипидов, уровень свободных жирных кислот в крови отражает скорость липолиза триглицеридов в печени и жировых депо. В норме содержание их в кровисоставляет 0,1—0,4 ммоль•л"¹иувеличиваетсяпридлительныхфи­зических нагрузках.

По изменению содержания СЖК в крови контролируют степень под­ключениялипидовкпроцессамэнергообеспечениямышечнойдеятельнос­ти, атакжеэкономичностьэнергетическихсистемилистепеньсопряжения междулипиднымиуглеводнымобменом. Высокаястепеньсопряжения этих механизмов энергообеспечения при выполнении аэробных нагрузок являетсяпоказателемвысокогоуровняфункциональнойподготовкиспорт­смена.

Кетоновые тела. Образуютсяонивпечениизацетил-КоАприуси­ленномокислениижирныхкислотвтканяхорганизма. Кетоновыетелаиз печенипоступаютвкровьидоставляютсяктканям, вкоторыхбольшая частьиспользуетсякакэнергетическийсубстрат, аменьшаявыводитсяиз организма. Уровенькетоновыхтелвкровивопределеннойстепениотра­жаетскоростьокисленияжиров. Содержаниекетоновыхтелвкровивнор­меотносительнонебольшое— 8 ммоль•л~¹. Принакоплениивкровидо 20 ммоль•л~¹(кетонемия) онимогутпоявитьсявмоче, тогдакаквнорме вмочекетоновыетеланевыявляются. Появлениеихвмоче(кетонурия) у здоровыхлюдейнаблюдаетсяприголодании, исключенииуглеводовизра­ционапитания, атакжепривыполнениифизическихнагрузокбольшой мощностиилидлительности. Этотпоказательимееттакжедиагностическое значениепривыявлениизаболеваниясахарнымдиабетом, тиреотоксикозом.

Поувеличениюсодержаниякетоновыхтелвкровиипоявлениюихв мочеопределяютпереходэнергообразованиясуглеводныхисточниковна липидные при мышечной активности. Более раннее подключение липидныхисточниковуказываетнаэкономичностьаэробныхмеханизмовэнер­гообеспечениямышечнойдеятельности, чтовзаимосвязаносростомтре­нированности организма.

Холестерин. Этопредставительстероидныхлипидов, неучаствующий впроцессахэнергообразованияворганизме. Содержаниехолестеринав плазмекровивнормесоставляет 3,9—6,5 ммоль•л"¹изависитотпола (у мужчинвыше), возраста (удетейниже), диеты (увегетарианцевниже), двигательной активности. Постоянное увеличение уровня холестерина и егоотдельныхлипопротеидныхкомплексоввплазмекровислужитдиаг­ностическимтестомразвитиятяжелогозаболевания—атеросклероза, сопровождающегосяпоражениемкровеносныхсосудов. Ус­тановленазависимостькоронарныхнарушенийотконцентрациихолесте­ринавкрови. Припоражениисосудовсердцанаблюдается ишемиямиокардаилиинфаркт, асосудовмозга—инсульты, сосудов ног—атрофияконечностей. Вработахпоследнихлетпоказано, чтовыведениюизорганизмачело­векахолестеринаспособствуютпищевыеволокна (клетчатка), содержащи­еся в овощах, фруктах, черном хлебе и других продуктах, а также лецитин и систематические занятия физическими упражнениями.

Продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ). Прифизических нагрузкахусиливаютсяпроцессыперекисногоокислениялипидовинакап­ливаютсяпродуктыэтихпроцессов, чтоявляетсяоднимизфакторов, ли­митирующихфизическуюработоспособность. Поэтомуприбиохимичес­комконтролереакцииорганизманафизическуюнагрузку, оценкеспеци­альнойподготовленностиспортсмена, выявленииглубиныбиодеструктив­ныхпроцессовприразвитиистресс-синдромапроводятанализсодержа­ния продуктов перекисного окисления в крови: малонового диальдегида, диеновыхконъюгатов, атакжеактивностьферментовглутатионпероксидазы, глутатионредуктазыикаталазы.

Фосфолипиды. Содержание фосфолипидов в норме в крови состав­ляет 1,52—3,62 г•л~¹. Повышениеихуровнявкровинаблюдаетсяпри диабете, заболеваниях почек, гипофункции щитовидной железы и других нарушенияхобмена, апонижение—прижировойдистрофиипечени, т. е. когдапоражаютсяструктурыпечени, вкоторыхонисинтезируются. Для стимуляциисинтезафосфолипидовиснижениясодержаниявкрови триглицеридовнеобходимоувеличитьпотреблениеспищейлипотропных веществ. Поскольку длительные физические нагрузки сопровождаются жировойдистрофиейпечени, вспортивнойпрактикеиногдаиспользуют контрольсодержаниятриглицеридовифосфолипидоввкрови.

-7-

Показатели белкового обмена

Гемоглобин. Основнымбелкомэритроцитовкровиявляетсягемоглобин, которыйвыполняеткислородтранспортнуюфункцию. Онсодержитжелезо, связывающеекислородвоздуха. Концентрациягемоглобинавкровизави­ситотполаисоставляетвсреднем 7,5—8,0 ммоль•л~¹ (120—140 г•л~¹) —уженщини 8,0—10,0 ммоль•л~¹ (140—160 г•л~¹) —умужчин, атакже от степени тренированности. При мышечной деятельности резко повышаетсяпотребностьорганизмавкислороде, чтоудовлетворяетсяболеепол­ным извлечением его из крови, увеличением скорости кровотока, а также постепенным увеличением количества гемоглобина в крови за счет изме­ненияобщеймассыкрови. Сростомуровнятренированностиспортсме­новввидахспортанавыносливостьконцентрациягемоглобинавкрови у женщин возрастает в среднем до 130—150 г • л'¹, у мужчин — до 160— 180 г•л~¹. Увеличениесодержаниягемоглобинавкровивопределенной степениотражаетадаптациюорганизмакфизическимнагрузкамвгипоксическихусловиях.

Приинтенсивныхтренировках, особенноуженщин, занимающихся циклическими видами спорта, а также при нерациональном питании про­исходитразрушениеэритроцитовкровииснижениеконцентрациигемо­глобинадо 90 г•л"¹иниже, чторассматриваетсякакжелезодефицитная «спортивнаяанемия». Втакомслучаеследуетизменитьпрограммутрени­ровок, а в рационе питания увеличить содержание белковой пищи, желе­заивитаминовгруппыВ.

По содержанию гемоглобина в крови можно судить об аэробных воз­можностяхорганизма, эффективностиаэробныхтренировочныхзанятий, состоянии здоровья спортсмена.

Миоглобин. Всаркоплазмескелетныхисердечноймышцнаходится высокоспециализированныйбелок, выполняющийфункциютранспорта кислородаподобногемоглобину. Содержаниемиоглобинавкровивнор­менезначительное (10—70 нг•л~¹). Подвлияниемфизическихнагрузок, припатологическихсостоянияхорганизмаонможетвыходитьизмышцв кровь, чтоприводиткповышениюегосодержаниявкровиипоявлению вмоче (миоглобинурия). Количествомиоглобинавкровизависитотобъ­емавыполненнойфизическойнагрузки, атакжеотстепенитренирован­ностиспортсмена. Поэтомуданныйпоказательможетбытьиспользован длядиагностикифункциональногосостоянияработающихскелетных мышц.

Актин. Содержаниеактинавскелетныхмышцахвкачествеструктур­ногоисократительногобелкасущественноувеличиваетсявпроцессетре­нировки. По его содержанию в мышцах можно было бы контролировать развитие скоростно-силовых качеств спортсмена при тренировке, однако определениеегосодержаниявмышцахсвязаносбольшимиметодически­мизатруднениями. Темнеменеепослевыполненныхфизическихнагрузок отмечаетсяпоявлениеактинавкрови, чтосвидетельствуеторазрушении либообновлениимиофибриллярныхструктурскелетныхмышц. Вкрови содержаниеактинаопределяютрадиоиммуннологическимметодомипо егоизменениюсудятопереносимостифизическихнагрузок, интенсивнос­ти восстановления миофибрилл после мышечной работы.

Альбумины и глобулины. Этонизкомолекулярныеосновныебелки плазмыкрови. Альбуминысоставляют 50—60 % всехбелковсыворотки крови, глобулины— 35—40 %. Онивыполняютразнообразныефункции .в организме: входятвсоставиммуннойсистемы, особенноглобулины, иза­щищаюторганизмотинфекций, участвуютвподдержаниирНкрови, транс­портируютразличныеорганическиеинеорганическиевещества, использу­ются для построения других веществ. Количественное соотношение их в сыворотке крови в норме относительно постоянно и отражает состояние здоровьячеловека. Соотношениеэтихбелковизменяетсяприутомлении, многихзаболеванияхиможетиспользоватьсявспортивноймедицинекак диагностический показатель состояния здоровья.

Мочевина. Приусиленномраспадетканевыхбелков, избыточномпос­туплении в организм аминокислот в печени в процессе связывания токси­ческогодляорганизмачеловекааммиака (МН3) синтезируетсянетоксичес­коеазотсодержащеевещество—мочевина. Изпеченимочевинапоступа­етвкровьивыводитсясмочой.

Концентрациямочевинывнормевкровикаждоговзрослогочеловека индивидуальна—впределах 3,5—6,5 ммоль•л~¹. Онаможетувеличиваться до 7—8 ммоль•л~¹призначительномпоступлениибелковспищей, до 16— 20 ммоль•л~¹—принарушениивыделительнойфункциипочек, атакже послевыполнениядлительнойфизическойработызасчетусиленияката­болизмабелковдо 9 ммоль•л"¹иболее.

В практике спорта этот показатель широко используется при оценке переносимостиспортсменомтренировочныхисоревновательныхфизи­ческихнагрузок, ходатренировочныхзанятийипроцессоввосстановления организма. Дляполученияобъективнойинформацииконцентрациюмоче­вины определяют на следующий день после тренировки утром натощак. Есливыполненнаяфизическаянагрузкаадекватнафункциональнымвоз­можностяморганизмаипроизошлоотносительнобыстроевосстановление метаболизма, тосодержаниемочевинывкровиутромнатощаквозвраща­етсякнорме (рис.1). Связаноэтосуравновешиваниемскорости синтеза и распада белков в тканях организма, что свидетельствует о его восстановлении. Еслисодержаниемочевинынаследующееутроостается вышенормы, тоэтосвидетельствуетонедовосстановленииорганизмали­бо развитии его утомления.

Обнаружение белка в моче. Уздоровогочеловекабелоквмочеотсут­ствует. Появлениеего(протеинурия) отмечаетсяпризаболеваниипочек (нефрозы), поражениимочевыхпутей, атакжеприизбыточномпоступлении белковспищейилипослемышечнойдеятельностианаэробнойнаправлен­ности. Этосвязаноснарушениемпроницаемостиклеточныхмембранпочек из-зазакислениясредыорганизмаивыходабелковплазмывмочу.

Поналичиюопределеннойконцентрациибелкавмочепослевыполне­нияфизическойработысудятоеемощности. Так, приработевзонеболь­шоймощностионасоставляет 0,5 %, приработевзонесубмаксимальной мощности может достигать 1,5 %.

Рис. 1

Содержание

мочевинывкрови

гребцоввовремя

отдыха (1,5 ч, 5 чи

утромпосле

тренировочногодня):

1 —полное

восстановление;

2, 3 — разная

степень

недовосстановления

Исходное

содержание

мочевины

1,5ч

5ч

Утро

следующего дня

Креатинин. Это вещество образуется в мышцах в процессе распада креатинфосфата. Суточноевыделениеегосмочойотносительнопостоян­нодляданногочеловекаизависитотмышечноймассытела. Умужчиноно составляет 18—32 мг•кг"¹массытелавсутки, уженщин— 10—25 мг•кг"¹. Посодержаниюкреатининавмочеможнокосвеннооценитьскоростькреатинфосфокиназнойреакции, атакжесодержаниемышечноймассытела. Поколичествукреатинина, выделяемогосмочой, определяютсодержание тощей мышечной массы тела согласно следующей формуле:

тощаямассатела = 0,0291 хкреатининмочи (мг•сут~¹) + 7,38.

Изменениеколичестватощеймассытеласвидетельствуетоснижении или увеличении массы тела спортсмена за счет белков. Эти данные важ­ныватлетическойгимнастикеисиловыхвидахспорта.

Креатин. Внормевмочевзрослыхлюдейкреатинотсутствует. Обна­руживается он при перетренировке и патологических изменениях в мыш­цах, поэтомуналичиекреатинавмочеможетиспользоватьсякактестпри выявленииреакцииорганизманафизическиенагрузки.

Вмочеудетейраннеговозрастакреатинпостоянноприсутствует, что связаноспреобладаниемегосинтезанадиспользованиемвскелетных мышцах.

Показатели кислотно-основного состояния (КОС) организма

В процессе интенсивной мышечной деятельности в мышцах образуется большое количество молочной и пировиноградной кислот, которые диф­фундируют в кровь и могут вызывать метаболический ацидоз организма, чтоприводиткутомлениюмышцисопровождаетсяболямивмышцах, го­ловокружением, тошнотой. Такиеметаболическиеизменениясвязаныс истощениембуферныхрезервоворганизма. Посколькусостояниебуфер­ных систем организма имеет важное значение в проявлении высокой фи­зической работоспособности, в спортивной диагностике используются по­казателиКОС. КпоказателямКОС, которыевнормеотносительнопосто­янны, относятся:

• рНкрови (7,35—7,45);

• рСО2—парциальноедавлениеуглекислогогаза (Н2СО3 + СО2) вкро­ви (35-—45 ммрт. ст.);

• 5В—стандартныйбикарбонатплазмыкровиНСОд, которыйпри полномнасыщениикровикислородомсоставляет 22—26 мэкв•л"¹;

• ВВ — буферныеоснованияцельнойкровилибоплазмы (43— 53 мэкв -л"¹) —показательемкостивсейбуфернойсистемыкровиили плазмы;

• Л/86 —нормальныебуферныеоснованияцельнойкровиприфизио­логическихзначенияхрНиСО2альвеолярноговоздуха;

• ВЕ — избытокоснований, илищелочнойрезерв (от—2,4 до +2,3 мэкв -л"¹) —показательизбыткаилинедостаткабуфернойемкости (ВВ - ЫВВ = ВЕ).

ПоказателиКОСотражаютнетолькоизменениявбуферныхсистемах крови, ноисостояниедыхательнойивыделительнойсистеморганизма. Состояние кислотно-основного равновесия (КОР) в организме характери­зуетсяпостоянствомрНкрови (7,34—7,36). Установленаобратнаякоре-

ТАБЛИЦА 3

Изменение

кислотно-основного

состояния

организма

Примечание. Направлениестрелкиуказываетнаповышениеилипони­жениепоказателей

ляционная зависимость между динамикой содержания лактата в крови и изменением рН крови. По изменению показателей КОС при мышечной де­ятельностиможноконтролироватьреакциюорганизманафизическуюна­грузку и рост тренированности спортсмена, поскольку при биохимическом контролеКОСможноопределятьодинизэтихпоказателей.

НаиболееинформативнымпоказателемКОСявляетсявеличинаВЕ — щелочнойрезерв, который

-9-

увеличиваетсясповышениемквалификации спортсменов, особенно специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта. Большиебуферныерезервыорганизмаявляютсясерьезнойпред­посылкой для улучшения спортивных результатов в этих видах спорта.

Активная реакция мочи (рН) находитсявпрямойзависимостиоткис­лотно-основного состояния организма. При метаболическом ацидозе кис­лотностьмочиувеличиваетсядорН 5, априметаболическомалкалозе снижаетсядорН 7. Втабл. 3 показананаправленностьизменениязначе­нийрНмочивовзаимосвязиспоказателямикислотно-основногосостоя­нияплазмы (поТ.Т. БерезовуиБ.Ф. Коровкину, 1998).

Биологически активные вещества — регуляторы обмена веществ

Ферменты. Особыйинтересвспортивнойдиагностикепредставляюттка­невыеферменты, которыеприразличныхфункциональныхсостоянияхор­ганизмапоступаютвкровьизскелетныхмышцидругихтканей. Такие ферментыназываютсяклеточными, илииндикаторными. Книмотносятся альдолаза, каталаза, лактатдегидрогеназа, креатинкиназа и др. Для от­дельныхклеточныхферментов, напримерлактатдегидрогеназыскелетных мышц, характерноналичиенесколькихформ (изоферментов). Появлениев кровииндикаторныхферментовилиихотдельныхизоформ, чтосвязанос нарушениемпроницаемостиклеточныхмембрантканей, можетиспользо­ваться при биохимическом контроле за функциональным состоянием спортсмена.

В спортивной практике часто определяют наличие в крови таких тка­невыхферментовпроцессовбиологическогоокислениявеществ, какаль­долаза—ферментгликолизаикаталаза—фермент, осуществляющий восстановлениеперекисейводорода. Появлениеихвкровипослефизи­ческихнагрузокявляетсяпоказателемнеадекватностифизическойнагруз­ки, развития утомления, а скорость их исчезновения свидетельствует о скорости восстановления организма.

Послевыполненныхфизическихнагрузоквкровимогутпоявляться отдельныеизоформыферментов—креатинкиназы, лактатдегидрогеназы, характерныедлякакой-тоотдельнойткани. Так, последлительных физическихнагрузоквкровиспортсменовпоявляетсяизоформакреатинфосфокиназы, характернаядляскелетныхмышц; приостроминфар­ктемиокардавкровипоявляетсяизоформакреатинкиназы, характерная длясердечноймышцы. Еслифизическаянагрузкавызываетзначитель­ныйвыходферментоввкровьизтканейионидолгосохраняютсявней впериодотдыха, тоэтосвидетельствуетоневысокомуровнетрениро­ванностиспортсмена, а, возможно, иопредпатологическомсостоянии организма.

Гормоны, Прибиохимическойдиагностикефункциональногосостоя­нияспортсменаинформативнымипоказателямиявляетсяуровеньгормо­новвкрови. Могутопределятьсяболее 20 различныхгормонов, регулиру­ющихразныезвеньяобменавеществ. Концентрациягормоноввкровидо­вольнонизкаяиобычноварьируетсявпределахот 10~⁸до 10~¹¹моль•л~¹, чтозатрудняетширокоеиспользованиеэтихпоказателейвспортивнойди­агностике. Основныегормоны, которыеиспользуютсяприоценкефункци­онального состояния спортсмена, а также их концентрация в крови в нор­ме и направленность изменения при стандартной физической нагрузке представленывтабл. 4.

Величина изменения содержания гормонов в крови зависит от мощ­ностиидлительностивыполняемыхнагрузок, атакжеотстепенитрениро­ванностиспортсмена. Приработеодинаковоймощностиуболеетрениро­ванныхспортсменовнаблюдаютсяменеезначительныеизмененияэтих показателейвкрови. Крометого, поизменениюсодержания гормоноввкровиможносудитьобадаптацииорганизмакфизическим нагрузкам, интенсивности регулируемых ими метаболических процессов, развитии процессов утомления, применении анаболических стероидов и другихгормонов.

Витамины. Выявлениевитаминоввмочевходитвдиагностический комплексхарактеристикисостоянияздоровьяспортсменов, ихфизичес­кой работоспособности. В практике спорта чаще всего выявляют обеспе­ченностьорганизмаводорастворимымивитаминами, особенновитами­номС. Вмочевитаминыпоявляютсяпридостаточномобеспеченииими организма. Данныемногочисленныхисследованийсвидетельствуютоне­достаточнойобеспеченностимногихспортсменоввитаминами, поэтому контрольихсодержанияворганизмепозволитсвоевременноскорректи­роватьрационпитанияилиназначитьдополнительнуювитаминизацию путемприемаспециальныхполивитаминныхкомплексов.

Минеральные вещества Вмышцахобразуетсянеорганическийфосфатввидефосфорнойкислоты (Н3Р04) приреакцияхперефосфорилированиявкреатинфосфокиназном механизмесинтезаАТФидругихпроцессах. Поизменениюегоконцентра­циивкровиможносудитьомощностикреатинфосфокиназногомеханиз­ма энергообеспечения у спортсменов, а также об уровне тренированнос­ти, таккакприростнеорганическогофосфатавкровиспортсменоввысо­койквалификациипривыполнениианаэробнойфизическойработыболь­ше, чемвкровименееквалифицированныхспортсменов.

Таблица 4. Направленность изменений концентрации гормонов в крови при физических нагрузках.

-10-

4. Биохимический контроль развития систем энергообеспе­чения организма при мышечной деятельности

Спортивный результат в определенной степени лимитируется уровнем развития механизмов энергообеспечения организма. Поэтому в практике спорта проводится контроль мощности, емкости и эффективности ана­эробных и аэробных механизмов энергообразования в процессе трени­ровки, чтоможноосуществлятьипобиохимическимпоказателям.

Дляоценкимощностииемкостикреатинфосфокиназногомеханизма энергообразованияиспользуютсяпоказателиобщегоалактатногокислородногодолга, количествокреатинфосфатаиактивностькреатинфосфокиназывмышцах. Втренированноморганизмеэтипоказателизначитель­новыше, чтосвидетельствуетоповышениивозможностейкреатинфосфокиназного (алактатного) механизмаэнергообразования.

Степеньподключениякреатинфосфокиназногомеханизмапривыпол­нении физических нагрузок можно оценить также по увеличению в крови содержания продуктов обмена КрФ в мышцах (креатина, креатинина и не­органическогофосфата) илиизменениюихсодержаниявмоче.

Для характеристики гликолитического механизма энергообразования частоиспользуютвеличинумаксимальногонакоплениялактатавартери­альнойкровипримаксимальныхфизическихнагрузках, атакжевеличину общегоилактатногокислородногодолга, значениерНкровиипоказате­ли КОС, содержание глюкозы в крови и гликогена в мышцах, активность ферментовлактатдегидрогеназы, фосфорилазыидр.

О повышении возможностей гликолитического (лактатного) энерго­образованияуспортсменовсвидетельствуетболеепозднийвыходнамак­симальноеколичестволактамавкровиприпредельныхфизическихна­грузках, атакжеболеевысокийегоуровень. Увысококвали­фицированных спортсменов, специализирующихся в скоростных видах спорта, количество лактата в крови при интенсивных физических нагруз­кахможетвозрастатьдо 26 ммоль•л"¹иболее, тогдакакунетренирован­ных людей максимально переносимое количество лактата составляет 5— 6 ммоль -л"¹, а 10 ммоль•л~¹можетпривестиклетальномуисходупри функциональнойнорме 1—1,5 ммоль-л"¹. Увеличениеемкостигликолиза сопровождаетсяувеличениемзапасовгликогенавскелетныхмышцах, осо­бенновбыстрыхволокнах, атакжеповышениемактивностигликолитическихферментов.

Дляоценкимощностиаэробногомеханизмаэнергообразованиячаще всегоиспользуютсяуровеньмаксимальногопотреблениякислорода (МПК илиИЭ2тах), времянаступленияПАНО, атакжепоказателькислородтранспортнойсистемыкрови—концентрациягемоглобина. Повышениеуровня 1/О2тахсвидетельствуетобувеличениимощностиаэробногомеханизма энергообразования. Максимальное потребление кислорода у взрослых людей, не занимающихся спортом, у мужчин составляет 3,5 л -мин"¹, у женщин— 2,0 л•мин"¹изависитотмассытела. Увысококвалифициро­ванныхспортсменовабсолютнаявеличина 1/О2тахумужчинможет достигать 6—7 л•мин"¹, уженщин— 4—5 л•мин"¹.

ПодлительностиработынауровнеПАНОсудятоповышенииемкости механизма энергообразования. Нетренированные люди не могут выпол­нятьфизическуюработунауровнеПАНОболее 5—6 мин. Успортсменов, специализирующихся на выносливость, длительность работы на уровне ПАНОможетдостигать 1—2 ч.

Эффективность аэробного механизма энергообразования зависит от скорости утилизации кислорода митохондриями, что связано прежде все­госактивностьюиколичествомферментовокислительногофосфорилирования, количеством митохондрий, а также от доли жиров при энергообра­зовании. Подвлияниеминтенсивнойтренировкиаэробнойнаправленнос­тиувеличиваетсяэффективностьаэробногомеханизмазасчетувеличения скорости окисления жиров и увеличения их роли в энергообеспечении ра­боты.

5. Биохимический контроль за уровнем тренированности, утомления и восстановления организма спортсмена

• Уровень тренированности впрактикебиохимическогоконтролязафункци­ональнымсостояниемспортсменаоцениваетсяпоизменениюконцентра­ции лактата в крови при выполнении стандартной либо предельной физическойнагрузкидляданногоконтингентаспортсменов. Оболеевысоком уровнетренированностисвидетельствуют меньшеенакоплениелактата (посравнениюснетренированными) привыполнениистандартнойнагрузки, чтосвязаносувеличениемдоли аэробныхмеханизмоввэнергообеспеченииэтойработы;

• большеенакоплениемолочнойкислотыпривыполнениипредельной работы, что связано с увеличением емкости гликолитического механизма энергообеспечения;

• повышение ПАНО (мощность работы, при которой резко возрастает уровеньлактатавкрови) утренированныхлицпосравнениюснетрениро­ванными;

• болеедлительнаяработанауровнеПАНО;

• меньшееувеличениесодержаниялактатавкровипривозрастании мощностиработы, чтообъясняетсясовершенствованиеманаэробныхпро­цессовиэкономичностью

-11-

энерготраторганизма;

• увеличениескоростиутилизациилактатавпериодвосстановления после физических нагрузок.

• Сувеличениемуровнятренированностиспортсменовввидахспортана выносливость увеличивается общая масса крови: у мужчин — от 5—6 до 7—8 л, уженщин—от 4—4,5 до 5,5—6 л, чтоприводиткувеличениюконцен­трациигемоглобинадо 160—180 г•л"¹—умужчинидо 130—150 г•л"¹— уженщин.

Контрользапроцессамиутомленияивосстановления, которыеявля­ютсянеотъемлемымикомпонентамиспортивнойдеятельности, необходим для оценки переносимости физической нагрузки и выявления перетрени­рованности, достаточности времени отдыха после физических нагрузок, эффективности средств повышения работоспособности, а также для ре­шениядругихзадач.

Утомление, вызванноефизическиминагрузкамимаксимальнойисуб­максимальной мощности, взаимосвязано с истощением запасов энергети­ческихсубстратов (АТФ, КрФ, гликогена) втканях, обеспечивающихэтот видработы, инакоплениемпродуктовихобменавкрови (молочнойкис­лоты, креатина, неорганических фосфатов), поэтому и контролируется по этимпоказателям. Привыполнениипродолжительнойнапряженнойрабо­ты развитие утомления может выявляться по длительному повышению уровня мочевины в крови после окончания работы, по изменению компо­нентовиммуннойсистемыкрови, атакжепоснижениюсодержаниягормо­новвкровиимоче.

Вспортивнойдиагностикедлявыявленияутомленияобычноопреде­ляютсодержаниегормоновсимпато-адреналовойсистемы (адреналинаи продуктов его обмена) в крови и моче. Эти гормоны отвечают за степень напряженияадаптационныхизмененийворганизме. Принеадекватных функциональномусостояниюорганизмафизическихнагрузкахнаблюдает­ся снижение уровня не только гормонов, но и предшественников их син­тезавмоче, чтосвязаносисчерпаниембиосинтетическихрезервовэн­докринныхжелезиуказываетнаперенапряжениерегуляторныхфункций организма, контролирующих адаптационные процессы.

Дляраннейдиагностикиперетренированности, скрытойфазыутом­ления используется контроль за функциональной активностью иммунной системы. Дляэтогоопределяютколичествоифункциональнуюактив­ностьклетокТ- иВ-лимфоцитов: Т-лимфоцитыобеспечиваютпроцессы клеточногоиммунитетаирегулируютфункциюВ-лимфоцитов; В-лимфоцитыотвечаютзапроцессыгуморальногоиммунитета, ихфункциональ­наяактивностьопределяетсяпоколичествуиммуноглобулиноввсыво­роткекрови.

Определениекомпонентовиммуннойсистемытребуетспециальных условий и аппаратуры. При подключении иммунологического контроля за функциональнымсостояниемспортсменанеобходимознатьегоисходный иммунологический статус с последующим контролем в различные перио­дытренировочногоцикла. Такойконтрольпозволитпредотвратитьсрыв адаптационныхмеханизмов, исчерпаниеиммуннойсистемыиразвитие инфекционныхзаболеванийспортсменоввысокойквалификациивперио­дытренировкииподготовкикответственнымсоревнованиям (особенно прирезкойсменеклиматическихзон).

Восстановление организмасвязаносвозобновлениемколичества израсходованныхвовремяработыэнергетическихсубстратовидругих веществ. Ихвосстановление, атакжескоростьобменныхпроцессовпроисходятнеодновременно (см. главу 18). Знаниевременивосстановле­нияворганизмеразличныхэнергетическихсубстратовиграетбольшую рольвправильномпостроениитренировочногопроцесса. Восстановле­ниеорганизмаоцениваетсяпоизменениюколичестватехметаболитов углеводного, липидногоибелковогообменоввкровиилимоче, которые существенноизменяютсяподвлияниемтренировочныхнагрузок. Извсех показателейуглеводногообменачащевсегоисследуетсяскоростьути­лизациивовремяотдыхамолочнойкислоты, атакжелипидногообмена — нарастание содержания жирных кислот и кетоновых тел в крови, которыевпериодотдыхаявляютсяглавнымсубстратомаэробного окисления, очемсвидетельствуетснижениедыхательногокоэффициен­та. Однаконаиболееинформативнымпоказателемвосстановленияорга­низмапослемышечнойработыявляетсяпродуктбелковогообмена— мочевина. Примышечнойдеятельностиусиливаетсякатаболизмткане­выхбелков, способствующийповышениюуровнямочевинывкрови, поэтомунормализацияеесодержаниявкровисвидетельствуетовосста­новлениисинтезабелкавмышцах, аследовательно, ивосстановлении организма.

6. Контроль за применением допинга в спорте

ВначалеXXст. вспортедляповышенияфизическойработоспособнос­ти, ускоренияпроцессоввосстановления, улучшенияспортивныхрезуль­татовсталиширокоприменятьразличныестимулирующиепрепараты, включающиегормональные, фармакологическиеифизиологические, — такназываемыедопинги. Использованиеихнетолькосоздаетнеравные условияприспортивнойборьбе, ноипричиняетвредздоровьюспорт­сменаврезультатепобочногодействия, аиногдаявляютсяпричинойле­тальногоисхода. Регулярноеприменениедопингов, особенногормо­нальныхпрепаратов, вызываетнарушениефункциймногихфизиологи­ческихсистем:

• сердечно-сосудистой;

• эндокринной, особеннополовыхжелез (атрофия) игипофиза, что приводиткнарушениюдетороднойфункции, появлениюмужскихвторич­ныхпризнаковуженщин (вирилизация) и увеличениюмолочныхжелезу мужчин (гинекомастия);

• печени, вызываяжелтухи, отеки, циррозы;

• иммунной, чтоприводиткчастымпростудам, вируснымзаболеваниям;

• нервной, проявляющейсяввидепсихическихрасстройств (агрессив­ность, депрессия, бессонница);

• прекращениеростатрубчатыхкостей, чтоособенноопаснодлярас­тущегоорганизма, идр.

Многиенарушенияпроявляютсянесразупослеиспользованиядопин­гов, аспустя 10—20 летиливпотомстве. Поэтомув 1967 г. МОКсоздал медицинскуюкомиссию (МК), котораяопределяетсписокзапрещенныхк использованиювспортепрепаратовиведетантидопинговуюработу, ор­ганизовываетипроводитдопингконтрольнаналичиеворганизмеспорт­сменазапрещенныхпрепаратов. Каждыйспортсмен, тренер, врачкоман­дыдолжензнать

-12-

запрещенныекиспользованиюпрепараты.

Классификация допингов

Ксредствам, которыеиспользуютсявспортедляповышенияспортивного мастерства, относятся: допинги, допинговыеметоды, психологическиеме­тоды, механические факторы, фармакологические средства ограниченно­гоиспользования, атакжепищевыедобавкиивещества.

К средствам, которые причиняют особый вред здоровью и подверга­ютсяконтролю, относятсядопингиидопинговыеметоды (манипуляции).

По фармакологическому действию допинги делятся на пять классов: 1 —психостимуляторы (амфетамин, эфедрин, фенамин, кофеин, кокаин идр.); 2 —наркотическиесредства (морфин, алкалоиды-опиаты, промедол, фентанилидр.); 3 —анаболическиестероиды (тестостерониегопроиз­водные, метан-дростенолон, ретаболил, андродиолимногиедругие), а такжеанаболическиепептидныегормоны (соматотропин, гонадо-тропин, эритропоэтин); 4 —бета-блокаторы (анапримин (пропранолол), окспренолол, надолол, атенололидр.); 5 —диуретики (новурит, дихлоти-азид, фуросемид (лазикс), клопамид, диакарб, верошпиронидр.).

Допингиявляютсябиологическиактивнымивеществами, выделен­ными из тканей животных или растений, получены синтетически, как и их аналоги. Многиедопингивходятвсоставлекарствотпростуды, гриппаи другихзаболеваний, поэтомуприемспортсменомлекарствдолженсогла­совываться со спортивным врачом во избежание неприятностей при допингконтроле.

К допинговым методам относятся кровяной допинг, различные мани­пуляции (например, подавлениепроцессаовуляцииуженщинидр.).

Биологическое действие в организме отдельных классов допингов разнообразно. Так, психостимуляторыповышаютспортивнуюдеятель­ностьпутемактивациидеятельностиЦНС, сердечно-сосудистойидыха­тельнойсистем, чтоулучшаетэнергетикуисократительнуюактивность скелетныхмышц, атакжеснимаютусталость, придаютуверенностьвсво­ихсилах, однакомогутпривестикпредельномунапряжениюфункцийэтих систем и исчерпанию энергетических ресурсов. Наркотические вещества подавляютболевуючувствительность, таккакявляютсясильнымианальге­тиками, и отдаляют чувство утомления. Анаболические стероиды усили­вают процессы синтеза белка и уменьшают их распад, поэтому стимули­руютростмышц, количестваэритроцитов, способствуяускорениюадап­тацииорганизмакмышечнойдеятельностиипроцессоввосстановления, улучшениюкомпозиционногосоставатела. Бета-блокаторыпротиводей­ствуютэффектамадреналинаинорадреналина, чтокакбыуспокаивает спортсмена, повышает адаптацию к физическим нагрузкам на выносли­вость. Диуретики, или мочегонные средства усиливают выведение из ор­ганизмасолей, водыинекоторыххимическихвеществ, чтоспособствует снижению массы тела, выведению запрещенных препаратов.