Биохимия в практике спорта

ОкончаниеIII. Биохимическиетаблицыпоказатели15

Примечание. N – норма. Норма может колебаться в зависимости от лаборатории и методов, в ней применяемых.

Скрытый (латентный) дефицит железа определяется лабораторным способом:

– низкий цветовой показатель отражает содержание Hb в эритроците: ниже 0,85;

– анизоцитоз (RDW) – норма или >14,5%;

– микроцитоз (MCV) ‒ норма или <80–94 фл;

– пойкилоцитоз – эритроциты различной формы;

141

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

– среднее содержание Hb в эритроците (MCH) <27–31 пг;

– снижение сывороточного ферритина (СФ <30 нг/мл);

– повышение общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС>12,5 мкмоль/л);

– повышение рТРФ>4,2 мг/мл, растворимых трансферриновых рецепторов – наиболее чувствительный показатель ЛДЖ и ЖДА.

Необязательный признак. Снижение содержания сывороточного железа (СЖ<12,5 мкмоль/л); низкое насыщение трансферрина железом (НТЖ<25%).

Причины ошибок при трактовке результатов исследований:

– если исследование уровня железа проводится после приема препаратов железа (даже кратковременного);

– неправильная обработка пробирок для забора крови и сушка в сухожаровом шкафу;

– центрифугирование в пробирке без крышки из алюминиевой фольги;

– забор крови не в утренние часы;

– показатели железа меняются в различные фазы менструального цикла;

– во время беременности (первые 2 недели);

– при приеме оральных контрацептивов.

Цинк (Zn). Этот микроэлемент обладает противоокислительным действием, увеличивает емкостные и транспортные способности гемоглобина.

Кроме того, цинк оказывает выраженное влияние на гормональный статус организма спортсмена, повышая анаболический потенциал (увеличивает продукцию андрогенов и инсулина). Рецептор глюкокортикоидов является цинксодержащим белком, что способствует улучшению нейроэндокринного взаимодействия. Участвует в биосинтезе белка, нуклеиновых кислот, построении клеточных мембран и регенерации тканей; обладает мембраностабилизирующим действием. Цинк также входит в состав ряда энзимов, участвующих в энергетическом метаболизме, и его дефицит снижает физическую работоспособность атлетов и защиту первого уровня от перекисного окисления (ПОЛ).

142

III. Биохимические показатели

Усиливает функции тимуса и продукцию его гормонов, активизирует неспецифический иммунитет и Т-клеточную систему иммунитета. Комбинация с витамином А стимулирует синтез антител.

Дефицит цинка предрасполагает к инфекционным и респираторным заболеваниям, аллергии и воспалительным заболеваниям, т.к. снижается активность натуральных киллеров, развивается Т-клеточный иммунодефицит.

Гипоцинкоз проявляется также нарушением координации движений, утратой вкусовых ощущений, нарушением сумеречного зрения, эмоциональными нарушениями (раздражительность, депрессия), диареей, атопическим и гиперкератотическим дерматитом, трудно заживающими ранами.

Суточная доза составляет 15 мг. При полноценном питании в организм поступает обычно не более 15 мг цинка в день. Из этого количества усваивается около 20%, остальное выделяется через кишечник. Потребность спортсменов в цинке – 30–50 мг.

Основные пищевые источники: мясо, субпродукты, птица, морепродукты, яйца, зерновые, бобовые, нешлифованный рис, овсяные хлопья.

Токсичность цинка низкая.

Динамика показателей биоэлементов у спортсменов при утомлении представлена в таблице 16.

Существуют лаборатории, специализирующиеся на определении минерального состава тела человека на основании анализа состава его коротких и длинных волос. В этом случае лабораторная диагностика дает более подробную ретроспективную и долгосрочную картину биоэлементных показателей.

143

144

Обезвоживание III. Биохимические показатели

Обезвоживание оказывает значительное влияние на морфологию клеточного состава крови и электролитного состава. Довольно часто спортсмену приходится соревноваться или тренироваться при неблагоприятных климатических условиях (повышенная температура воздуха, его повышенная влажность или сухость, горные условия, и т.д.). В этих условиях длительная физическая нагрузка и выраженный дефицит жидкости могут привести к нарушению электролитного баланса, изменению кислотно-основного состояния со всеми вытекающими негативными последствиями. При «сгонке» веса (ограничение жидкости, применение мочегонных средств, тепловых процедур) не исключено обильное потоотделение во время соревнований. Подобный режим приводит к состоянию обезвоживания организма. Как следствие, происходит значительное снижение аэробной мощности работы.

Поскольку почти все биоэлементы растворимы в воде, обезвоживание вызывает значительную потерю минералов, производя электролитный дисбаланс во всех жидкостных системах организма. Значительная потеря электролитов особенно сказывается на нарушении проведения нервного импульса в клетку и ее ответной реакции. При обезвоживании повышается уровень глюкозы в крови при неизмененном плазменном глицерине, концентрации свободных жирных кислот. Возможно избыточное содержание глюкозы в крови за счет увеличения скорости расщепления гликогена в печени как опосредованная реакция на обезвоживание. Происходит истощение запасов гликогена. Именно поэтому необходимо использовать напитки во время выполнения длительных физических нагрузок.

В последнее время в спорте, как правило, используются напитки, которые содержат комплексы легкоусвояемых углеводов, органических кислот, витаминов, минералов, незаменимых аминокислот и ненасыщенных жирных кислот. Почти все специализированные спортивные напитки содержат витамины, минералы; при суммировании (поливитаминные комплексы

145

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

и различные по составу и назначению напитки) возможно превы- шение суточной дозы отдельных витаминов.

Большое значение имеет процентное содержание глюкозоэлектролитных растворов официально рекомендуемых напитков.

Практически сразу же организмом всасывается 8–10%-ный раствор, что значительно повышает функциональные возможности организма. Температура напитков, возмещающих потерю жидкости, должна быть 8–13 °С, так как охлаждение полости рта способствует оптимизации терморегуляции и увеличению скорости всасывания жидкости.

Использование напитков на соревновательной дистанции (где возможно) или на тренировке во время выполнения длительных физических нагрузок абсолютно необходимо. Потеря жидкости требует срочного возмещения.

Необходимо обратить внимание на опасность потребления с напитками кофеина и некрепких алкогольных напитков, которые стимулируют выведение жидкости с мочой.

Значительная часть молекул и ионов проникает через мембрану, будучи растворенными в воде. Следует уделять особое внимание качеству воды – как самостоятельно принимаемого вещества и как ингредиента в приготовлении спортивных напитков. При применении бутилированной воды необходимо всегда обращать внимание на жесткость и общую минерализацию воды – не более 0,5 г/л. «Цветные» напитки необходимо вообще исключить из рациона. Чем чище водная среда организма в физиологическом, химическом и физическом смыслах, тем более эффективно работает транспортная система по переносу веществ в клетку и из нее. Важно, когда в организме достаточное количество жидкости. Спортсмен должен научиться нормировать его.

146

III. Биохимические показатели

3.5. УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН

3.5.1. Диагностическое значение определения отдельных показателей углеводного обмена

Наиболее часто определяемым показателем углеводного обмена с диагностическими целями является содержание глюкозы в крови и моче.

Значительно реже прибегают к определению других моносахаридов и гликогена. Определенную диагностическую ценность представляет также определение молочной и пировиноградной кислот, а также отдельных метаболитов цикла Кребса и пентозофосфатного пути.

Глюкоза

Глюкоза, органические кислоты имеют очень важное значение в выработке энергии для мышц. Она является одним из важнейших компонентов крови. Количество глюкозы в крови отражает состояние углеводного обмена в организме. Она почти поровну распределяется между плазмой и форменными элементами крови с некоторым превышением ее концентрации в плазме. Содержание глюкозы в артериальной крови выше чем в венозной, т.к. непрерывно используется клетками тканей и органов. При исследовании глюкозы в крови здорового человека определяется не только истинная глюкоза, но и другие редуцирующие вещества. Содержание натощак «истинной» глюкозы составляет 3,5–6,0 ммоль/л (65–110 мг).

Головной мозг в качестве энергетического субстрата использует только глюкозу.

Количество сахара в крови здоровых людей меняется с возрастом. К 15 годам оно достигает нормального для взрослого человека уровня.

Клиническое значение исследования глюкозы

Уровень глюкозы в крови регулируется центральной нервной системой и особенно ее высшим отделом – корой головного

147

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

мозга. Наряду с ЦНС, важное влияние на содержание глюкозы в крови оказывают гормональные факторы и состояние функции печени.

При целом ряде состояний можно наблюдать повышение содержания сахара в крови – гипергликемию, а также понижение концентрации сахара – гипогликемию.

Гипергликемия является довольно частым симптомом при различных заболеваниях, прежде всего связанных с поражением эндокринной системы.

Резкое повышение содержания глюкозы в крови отмечается при сахарном диабете, возникающем в результате недостаточной продукции инсулина, обеспечивающего, с одной стороны, нормальную проницаемость клеточных мембран по отношению к глюкозе, с другой – регулирующего активность и синтез ряда ферментов углеводного обмена.

Установлено, что инсулин индуцирует синтез ферментов гликолиза (гексокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы). Инсулин является также индуктором синтеза гликогенсинтетазы.

С другой стороны, известно, что глюкокортикоиды – индукторы синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза (ключевыми ферментами глюконеогенеза называют энзимы, катализирующие реакции обхода необратимых реакций гликолиза), а инсулин – супрессор их синтеза.

При инсулярной недостаточности и при сохранении или даже повышении инкреции кортикостероидов (в частности, при диабете) устранение супрессирующего влияния инсулина приводит к повышению синтеза и концентрации ключевых ферментов глюконеогенеза, особенно фосфоенолпируват-карбокси- киназы – фермента, который определяет возможность и скорость глюконеогенеза в печени и почках.

Гипергликемия может возникнуть не только при заболевании поджелудочной железы, но и в результате расстройств функции других эндокринных желез, участвующих в регуляции углеводного обмена.

Применяют и многократное исследование уровня глюкозы после нагрузки моносахаридами – так называемые «сахарные», углеводные кривые. При оценке сахарных кривых обращают

148

III. Биохимические показатели

внимание на время максимального подъема, высоту этого подъема и время возврата концентрации глюкозы к исходному уровню, т.е. оценивается динамика процесса обмена углеводов.

Глюкозурия. Присутствие глюкозы в моче относится к патологическому состоянию. Является результатом расстройства углеводного обмена на почве изменений в поджелудочной железе: сахарный диабет, острый панкреатит и т.д. Реже встречается глюкозурия почечного происхождения, связанная с недостаточностью резорбции глюкозы в почечных канальцах. Такого рода глюкозурия не сопровождается гипергликемией. Как временное явление глюкозурия может появляться при некоторых острых инфекционных заболеваниях, нервных заболеваниях, сотрясении головного мозга.

Для спортсмена важно определение глюкозы в моче до, во время и после физической нагрузки. Гликозурия ведет к избыточной потере воды с мочой – обезвоживанию организма, развивающемуся из-за усиления осмотического компонента диуреза.

Необходимо помнить о глюкозурии алиментарного происхождения, глюкозурии на почве нервных стрессовых состояний (эмоциональная глюкозурия) и глюкозурии беременных.

Определение сахаров в моче

Моча здорового человека содержит минимальное количество глюкозы, которое не обнаруживается обычными методами, применяемыми в клинико-диагностических лабораториях, при целом ряде патологических состояний концентрация сахара в моче увеличивается. В этих случаях для клиники имеет значение как качественное, так и количественное его определение.

Фруктоза

Сахароза (сахар) в кишечнике расщепляется на глюкозу и фруктозу.

В крови у здорового человека содержание фруктозы составляет 0,1–0,5 мг/100 мл, т.е. концентрация фруктозы в крови

149

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

незначительна. В сыворотке содержание фруктозы (референт- ные пределы) – 1–6 мг/100 мл или 55,5–333 мкмоль/л.

Существуют врожденные аномалии обмена фруктозы. Так, эссенциальная фруктозурия обусловлена врожденным недостатком кетогексокиназы, т.е. не образуется фруктозо-1-фосфат. В результате метаболизм фруктозы возможен только путем фосфорилирования до фруктозо-6-фосфата, но эта реакция тормозится глюкозой. И как следствие – фруктоза накапливается в крови и появляется в моче (фруктозурия). Почечный порог для фруктозы очень низок, поэтому фруктозурия уже обнаруживается при концентрации фруктозы в крови 15 мг/100 мл.

Галактоза

В норме в сыворотке крови содержится 0,1–0,94 мкмоль галактозы. Основным источником галактозы является лактоза пищи, которая в пищеварительном тракте расщепляется до галактозы и глюкозы. В тканях организма обмен галактозы начинается с превращения ее в галактозо-1-фосфат. Эта реакция катализируется галактокиназой с участием АТФ. Далее при участии специфических ферментов переходит в глюкозо-6-фосфат и затем окисляется, либо дает свободную глюкозу.

Положительный результат на галактозу в крови и моче указывает на нарушение функции печени.

Гликоген

Содержание гликогена в цельной крови взрослого человека составляет 11,7–20,6 мг/100 мл. Концентрация гликогена в крови у детей ниже и колеблется в пределах 7,5–11,7 мг/100 мл. Следует отметить, что особенно много гликогена в лейкоцитах, поэтому и наблюдается увеличение содержания гликогена в цельной крови при лейкоцитозах любого происхождения.

Благодаря способности к отложению гликогена (главным образом в печени и мышцах и в меньшей степени в других органах и тканях) создаются условия накопления некоторого резерва углеводов. При повышении энергетических затрат в организме

150