
- •В.І. Мелешко Біохімічні зміни в організмі спортсменів при заняттях різними видами спорту
- •1. Мета вивчення теми
- •2. Навчально-цільові запитання
- •3. Цільові завдання
- •4. Ключові слова та поняття теми
- •5. Методичні вказівки для вивчення теми
- •6. Зони відносної потужності
- •Критерії інтенсивності тренувальних навантажень
- •Динаміка біохімічних показників крові при фізичних навантаженнях різної потужності
- •Біохімічна характеристика фізичних навантажень у різних зонах відносної потужності
- •7. Біоенергетичні критерії у представників різних видів спорту
- •Кисневий прихід за час виконання вправи (vo2) в л·кг-1 як критерій аеробної ємності (види спорту розміщені за порядком убування показника)
- •Максимальне споживання кисню (мск) спортсменів та його оцінка в залежності від статі, віку та спортивної спеціалізації
- •Залежність показників максимального споживання кисню (мск) від відносної маси серця біологічних об’єктів
- •Вплив біоенергетичних факторів на роботоздатність спортсменів
- •Покращення показників біоенергетичних процесів під впливом багаторічних тренувань спортсменів
- •Фізична роботоздатність по тесту pwc170 у спортсменів-чоловіків (майстри спорту) деяких спеціальностей (середні). Тест pwc170 – критерій аеробної потужності (Карпман, 1988)
- •8. Біохімічна характеристика дисциплін легкої атлетики
- •Класифікація бігових видів легкої атлетики і характеристика виконання основних вправ (Подготовка сильнейших бегунов мира, 1990)
- •Гіпотеза біохімічної інтерпретації та головні параметри закономірностей метаболічного забезпечення бігових навантажень (для чоловіків, мсмк)
- •Характеристика бігу на середні дистанції
- •9. Біохімічна характеристика веслування на байдарках
- •10. Біохімічна характеристика плавання
- •Вплив тривалості інтервалів відпочинку між вправами (відрізки 25 і 50 м) на ефект тренування плавців-спринтерів (Платонов, 1988)
- •Взаємозв’язок між інтенсивністю та енергетичним обміном в плаванні (Платонов, 1988)
- •Використання лактату крові для управління навчально-тренувальним процесом в плаванні (Большевый, Шутко, 1988)
- •Кількісне визначення концентрації піровиноградної кислоти (пвк) в крові спортсменів
- •Визначення концентрації пвк крові у плавців-підводників (чоловіки), ммоль·л-1.
- •Про зміни роботоздатності сторстменів-плавців після спускання з гір (в відсотках) / Лашко, Астахов, Вдовиченко,1992
- •Діагностичні комплекси в плаванні
- •11. Моделювання функціональної підготовленості футболістів високої кваліфікації
- •Динаміка фізичної роботоздатності футболістів різного амплуа за результатами велоергометричного тестування
- •Модельні характеристики показників функціонального стану при велоергометричному тестуванні висококваліфікованих футболістів
- •12. Біохімічна характеристика волейболу
- •13. Біохімічна характеристика важкої атлетики
- •14. Біохімічна характеристика боротьби
- •Відносні величини тесту pwc170 (критерію аеробної натужності) у борців (вільна, греко-римська, самбо, дзюдо) різного віку та вагових категорій
- •15. Біохімічна характеристика боксу
- •Показники кислотно-лужної рівноваги крові боксерів
- •16. Гімнастика спортивна
- •17. Ліпідний обмін при заняттях фізичною культурою
- •Склад та деякі властивості ліпопротеїдів (лп) крові людини
- •Границі коливань вмісту загального хн, тг, хн-лпнг, хн-лпднг, хн-лпвг в нормі (мг% в плазмі)
- •18. Адаптація людини до висотної гіпоксії
- •19. Біохімічна характеристика передстартового стану
- •20. Підготовча частина заняття (розминка)
- •21. Поняття про “мертву точку” та “друге дихання”
- •22. Заключна аеробна частина заняття (заминка)
- •23. Контрольні запитання і завдання
- •24. Запитання поточного контролю
- •25. Література
Границі коливань вмісту загального хн, тг, хн-лпнг, хн-лпднг, хн-лпвг в нормі (мг% в плазмі)
|
ХНзаг. |
ТГ |
ХН-ЛПНГ |
ХН-ЛПДНГ |
ХН-ЛПВГ |
Верхня границя норми |
270 |
200 |
195 |
40 |
70 |
Нижня границя норми |
170 |
60 |
100 |
10 |
35 |
Для холестерину:
Коефіціент атерогенності
= (КЕт)
ХНзагальний
- ХН-ЛПВГ
ХН-ЛПВГ
В нормі значення КЕт = 2,86-4,46.
Підвищення значення КЕт – фактор ризику атеросклерозу.
Таблиця 32
Порівняльна ефективність фізичних тренувань в аеробному та аеробно-анаеробному режимах. Показники ліпідного і ліпопротеїдного обміну в сироватці крові здорових осіб при використанні різних по спрямованості принципів тренувань (М ± m). 69 чоловіків 40-49 років.
Характер тренування |
8-тижневе велоергометричне тренування переважно в аеробному режимі |
8-тижневе фізичне тренування в змішаному аеробно-анаеробному режимі |
Оздоровчий біг на протязі 3-х і більше років в аеробному режимі |
Заняття в групах здоров’я до 7 років в змішаному аеробно-анаеробному режимі |
|||
Період обстеження |
До тренування |
Після тренування |
До тренування |
Після тренування |
Після багаторічних тренувань |
Після багаторічних тренувань |
|
Загальний холестерин, ммоль·л-1 |
6,38±0,29 |
5,18±0,24 |
6,39±0,49 |
5,07±0,33 |
5,83±0,51 |
5,54±0,24 |
|
Тригліцериди, тригліцерин, ммоль·л-1 |
1,59±0,11 |
1,42±00,5 |
1,78±0,12 |
1,36±0,16 |
1,35±0,10 |
1,27±0,10 |
|
Вміст ліпопротеїдів дуже низької густини (ЛПДНГ) і ліпопротеїдів низької густини (ЛПНГ), г·л-1 |
9,89±0,87 |
7,50±0,98 |
10,47±1,08 |
7,95±0,53 |
7,55±1,11 |
7,18±0,79 |
|
Вміст ліпопротеїдів високої густини (ЛПВГ), г·л-1 |
0,44±0,10 |
0,45±0,01 |
0,46±0,04 |
0,58±0,03 |
0,57±0,03 |
0,56±0,04 |
|
Ліпопротеїди (спектр), % |
ЛПДНГ |
12,7±0,75 |
16,9±0,9 |
16,9±0,9 |
10,1±0,5 |
8,7±0,3 |
9,6±0,4 |
ЛПНГ |
60,1±5,3 |
59,4±4,9 |
59,4±4,9 |
54,2±3,4 |
47,1±3,1 |
48,5±3,6 |
|
ЛПВГ |
27,2±1,4 |
27,3±1,8 |
27,3±1,8 |
35,7±1,8 |
44,2±2,7 |
41,9±4,1 |
|
Коефіцієнт атерогенності |
4,7±0,49 |
3,4±0,26 |
4,3±0,36 |
2,3±0,29 |
2,9±0,23 |
2,8±0,26 |
18. Адаптація людини до висотної гіпоксії
Більшість спеціалістів, опираючись на аналіз фізіологічних реакцій на перебування та тренування в гірських умовах, пропонують наступну кваліфікацію.
Низькогір’я – 800-1000 м над рівнем моря. На цій висоті в умовах спокою та при помірних навантаженнях істотний вплив нестачі кисню на фізіологічні функції ще не виявляється.
Середньогір’я – від 800-1000 м до 2500 м над рівнем моря. Для цієї зони характерне виникнення функціональних змін вже під час помірних навантажень, хоча в стані спокою людина, як правило, не знає негативного впливу нестачі кисню.
Високогір’я – більше 2500 м над рівнем моря. В цій зоні вже в стані спокою відбуваються функціональні зміни в організмі, що свідчіть про кисневу недостачу (Платонов, Булатова, 2003).
Адаптація людини до висотної гіпоксії є складною інтегральною реакцією, в яку залучаються різні системи організму.
Найбільш істотними виявляються з боку серцево-судинної системи, апарату кровотворення, зовнішнього дихання та газообміну. Інтегрована та координована перебудова функцій на субклітинному, клітинному, органному, системному і організменому рівнях можлива лише дякуючи перебудові функцій нервової і ендокринної систем.
Головними адаптаційними реакціями, зумовленими перебуванням в гірських умовах, виявляються наступні:
зростання легеневої вентиляції;
зростання серцевого викиду;
зростання вмісту гемоглобіну в еритроциті;
зростання кількості еритроцитів;
підвищення в еритроцитах 2,3-дифосфогліцерату (ДФГ), що сприяє виведенню кисню з гемоглобіну;
зростання загальної кількості гемоглобіну, що полегшує споживання кисню;
зростання розміру та кількості мітохондрій;
зростання окисних ферментів (Колб, 2003)
Серед всіх факторів, які впливають на організм людини в гірських умовах, найважливішими вважають зниження атмосферного тиску, щільність атмосферного повітря, зниження парціального тиску кисню. Інші фактори (зменшення вологості повітря та сили гравітації, підвищена сонячна радіація, знижена температура та інше), безперечно, впливаючи на функціональні реакції організму людини, відіграють другорядну роль.
Не слід обминати факти, згідно яким температура навколишнього середовища знижується на 20 С з кожними 300 м висоти, а пряме ультрафіолетове випромінювання зростає на 35% вже при підйомі на 1000 м.
Таблиця 33
Зниження тиску повітря, вмісту кисню і парціального тиску кисню із збільшенням висоти (Платонов, Булатова, 2003)
Висота, м |
Тиск повітря, Па |
Парціальний тиск кисню Па |
|
трахея |
альвеоли |
||
0 |
1013 |
199 |
147 |
1000 |
898 |
175 |
123 |
2000 |
795 |
152 |
101 |
3000 |
701 |
133 |
81 |
4000 |
616 |
116 |
67 |
В першій стадії (гостра адаптація) гіпоксичні умови приводять до виникнення гіпоксії і тим самим різко порушують гомеостаз організму, викликаючи ряд взаємозв’язаних процесів.
По-перше, активуються функції систем, відповідальних за транспорт кисню з навколишнього середовища в організм та його розподіл у середині організму: гіпервентиляція легень, збільшення серцевого викиду, розширення судин мозку і серця, звуження судин органів брюшинної порожнини і м`язів.
Однією з перших гемодинамічних реакцій при підйомі на висоту є участіння серцевих скорочень, підвищення легеневого артеріального тиску в результаті спазму легеневих артеріол, що забезпечує регіональний перерозподіл крові та зменшення артеріальної гіпоксемії.
Однією з найбільш гострих реакцій, що відбуваються в організмі людини (підвищення кількості еритроцитів і гемоглобіну), уже на протязі перших годин перебування в горах відмічається поліцитемія. Інтенсивність цієї реакції визначається висотою, швидкістю підйому в гори, індивідуальними особливостями людей. Вже через декілька годин після підйому в гори знижується об’єм плазми внаслідок підвищення втрат рідини, спричинених сухістю повітря.
Ретикулоцитоз розпочинається на наступний день після підйому в гори, що є відображенням посиленої діяльності кісткового мозку. На другу добу перебування в горах відбувається розпад еритроцитів, які вийшли з кров`яного депо в циркулюючу кров з утворенням еритропоетину – гормону, який стимулює утворення гемоглобіну і виробництво еритроцитів. Однак нестача кисню сама по собі стимулює виділення еритропоетину, що проявляється вже через три години після прибуття на вишину. Максимальне виділення еритропоетину досягається через 24-48 годин.
З часом під час адаптації до гірських умов, коли загальна кількість еритроцитів помітно зростає та стабілізується на новому рівні, ретикулоцитоз припиняється. На дуже великих висотах значення еритроцитарної маси може настільки підвищити в`язкість крові, що вона буде обмежувати серцевий викид.
По-друге, розвивається активація адренергійної та гіпофізарно-адреналової систем. Цей неспецифічний компонент адаптації відіграє роль в мобілізації апарату кровообігу і зовнішнього дихання, але разом з тим проявляється різко виявленим катаболічним ефектом, тобто негативним азотним балансом, втратою маси тіла, атрофією живої тканини та іншим.
По-третє, гостра гіпоксія, обмежуючи ресинтез АТФ в мітохондріях, викликає пряму депресію функцій ряду систем організму, і перш за все вищих відділів головного мозку, що проявляється порушеннями інтелектуальної та рухової активності. Це сполучення мобілізації систем складає синдром, який характеризує першу стадію термінової, але в багато чому нестійкої адаптації до гіпоксії.
Друга стадія (перехідна адаптація) пов’язана з формуванням достатньо виражених та стійких структурних і функціональних змін в організмі людини. А саме: розвивається адаптаційна поліцитемія і відбувається збільшення кисневої ємності крові; виявляється виражене зростання дихальної поверхні легень, зростає потужність адренергійної регуляції серця, зростає концентрація міоглобіну, підвищується пропускна здатність коронарного русла та інше.
Третя стадія (стійка адаптація) пов’язана з формуванням стійкої адаптації, конкретним проявам якої є зростання потужності і одночасно економічності функціонування апарату зовнішнього дихання і кровообігу, ріст дихальної поверхні легень та потужності дихальної мускулатури, коефіцієнта утилізації кисню із вдихуваного повітря. Відбувається також збільшення маси серця і ємності коронарного русла, підвищення концентрації міоглобіну і кількості мітохондрій в міокарді, зростання потужності системи енергозабезпечення та інше.
В другій (перехідній) та третій (стійкій) стадіях адаптації реакції апарату кровообігу на гіпоксію знижується по мірі розвитку інших пристосувальних механізмів: посилення еритропоезу, зрушення кривої дисоціації гемоглобіну вправо, посилення синтезу АТФ, підвищення активності дихальних ферментів в тканинах, зростання васкуляризації тканин, підвищення проникливості периферійних капілярів, зростання густини капілярів і мітохондрій в скелетних м’язах.
Необхідно відмітити, що перебування мешканців рівнин в умовах середньогір’я і високогір’я достатньо швидко приводить до зростання кількості еритроцитів і концентрації гемоглобіну, що лежить в основі істотного покращення постачання кисню до тканин. Киснева ємність крові зростає при підвищені висоти. На рівні моря вона складає 17-18%, на висоті 1850-2000 м – 20-22%, на висоті 3500-4000 м – 25-27,5%. Крива дисоціації оксигемоглобіну зрушується праворуч, що зумовлене перш за все зменшенням спорідненості гемоглобіну до кисню із зниженням pH крові. Кисень від оксигемоглобіну звільняється легше, і не дивлячись на знижений градієнт по кисню між артеріальною кров’ю і тканинами, вміст кисню в тканинах підвищується.
Узагальнення результатів багаточисельних досліджень, проведених по проблемі адаптації людини до умов висотної гіпоксії, дозволило Ф.З Меерсону (1986) виділити ряд координованих між собою пристосувальних механізмів:
механізми, мобілізація яких може забезпечити достатньє надходження кисню в організм, не дивлячись на дефіцит його в середовищі: гіпервентиляція; гіперфункція серця, що забезпечує рух від легеней до тканин підвищеної кількості крові;
поліцитемія і відповідне зростання кисневої ємності крові;
механізми, які дозволяють можливість достатнього надходження кисню до мозку, серця та інших життєво важливих органів, не дивлячись на гіпоксемію, а саме: розширення артерій і капілярів мозку, серця та інше;
зменшення дифузійної відстані для кисню між капілярною стінкою і мітохондріями клітин за рахунок утворення нових капілярів і змін властивостей клітинних мембран;
зростання здатності клітин утилізувати кисень внаслідок росту концентрації міоглобіну; зростання здатності клітин і тканин утилізувати кисень з крові та утворювати АТФ, не дивлячись на нестачу кисню;
зростання анаеробного ресинтезу АТФ за рахунок активації гліколізу, що оцінюється як істотний механізм адаптації.
В період найбільш інтенсивних навантажень можуть використовуватися:
пантотенат кальцію (B3): по 1 пігулці (0,1 г) в день;
ліпоєву кислоту: по 1 пігулці (25 мг) в день – одночасно з пантотенатом кальцію;
нікотинамід (PP): по 1 пігулці (5 мг) в день додатково до комплексу вітамінів - одночасно з ліпоєвою кислотою та пантотенатом кальцію;
тіамін (бромід чи хлорид): по 1 пігулці (5 мг) в день додатково до комплексу вітамінів (може бути замінений кокарбоксилазою);
аскорбінова кислота: до 500 мг в день;
пангамова кислота (B15): по 100-150 мг в день (за тиждень до виїзду в середньогір’я та під час тренування в горах);
вітамін Е: при тренуванні в середньогір’ї, а також в зимових умовах (по 50-100 мг на день).