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, что можно осуществлять и по биохимическим показателям. Для оценки мощности и емкости креатинфосфокиназного механизма энергообразования используются показатели общего алактатного кислородного долга, количество креатинфосфата и активность креатинфосфокиназы в мышцах.
В тренированном организме эти показатели значительно выше, что свидетельствует о повышении возможностей креатинфосфокиназного алактатного механизма энергообразования. Степень подключения креатинфосфокиназного механизма при выполнении физических нагрузок можно оценить также по увеличению в крови содержания продуктов обмена КрФ в мышцах креатина, креатинина и неорганического фосфата или изменению их содержания в моче. Для характеристики гликолитического механизма энергообразования часто используют величину максимального накопления лактата в артериальной крови при максимальных физических нагрузках, а также величину общего и лактатного кислородного долга, значение рН крови и показатели КОС, содержание глюкозы в крови и гликогена в мышцах, активность ферментов лактатдегидрогеназы, фосфорилазы и др. О повышении возможностей гликолитического лактатного энергообразования у спортсменов свидетельствует более поздний выход на максимальное количество лактама в крови при предельных физических нагрузках, а также более высокий его уровень.
У высококвалифицированных спортсменов, специализирующихся в скоростных видах спорта, количество лактата в крови при интенсивных физических нагрузках может возрастать до 26 ммоль л1 и более, тогда как у нетренированных людей максимально переносимое количество лактата составляет 5 6 ммоль -л1, а 10 ммоль л1 может привести к летальному исходу при функциональной норме 1 1,5 ммоль-л1. Увеличение емкости гликолиза сопровождается увеличением запасов гликогена в скелетных мышцах, особенно в быстрых волокнах, а также повышением активности гликолитических ферментов.
Для оценки мощности аэробного механизма энергообразования чаще всего используются уровень максимального потребления кислорода МПК или ИЭ2тах, время наступления ПАНО, а также показатель кислородтранспортной системы крови концентрация гемоглобина.
Повышение уровня 1О2тах свидетельствует об увеличении мощности аэробного механизма энергообразования.
Максимальное потребление кислорода у взрослых людей, не занимающихся спортом, у мужчин составляет 3,5 л -мин1, у женщин 2,0 л мин1 и зависит от массы тела. У высококвалифицированных спортсменов абсолютная величина 1О2тах у мужчин может достигать 6 7 л мин1, у женщин 4 5 л мин1. По длительности работы на уровне ПАНО судят о повышении емкости механизма энергообразования. Нетренированные люди не могут выполнять физическую работу на уровне ПАНО более 5 6 мин. У спортсменов, специализирующихся на выносливость, длительность работы на уровне ПАНО может достигать 1 2 ч. Эффективность аэробного механизма энергообразования зависит от скорости утилизации кислорода митохондриями, что связано прежде всего с активностью и количеством ферментов окислительного фосфорилирования, количеством митохондрий, а также от доли жиров при энергообразовании.
Под влиянием интенсивной тренировки аэробной направленности увеличивается эффективность аэробного механизма за счет увеличения скорости окисления жиров и увеличения их роли в энергообеспечении работы. 5. Биохимический контроль за уровнем тренированности, утомления и восстановления организма спортсмена Уровень тренированности в практике биохимического контроля за функциональным состоянием спортсмена оценивается по изменению концентрации лактата в крови при выполнении стандартной либо предельной физической нагрузки для данного контингента спортсменов.
О более высоком уровне тренированности свидетельствуют меньшее накопление лактата по сравнению с нетренированными при выполнении стандартной нагрузки, что связано с увеличением доли аэробных механизмов в энергообеспечении этой работы большее накопление молочной кислоты при выполнении предельной работы, что связано с увеличением емкости гликолитического механизма энергообеспечения повышение ПАНО мощность работы, при которой резко возрастает уровень лактата в крови у тренированных лиц по сравнению с нетренированными более длительная работа на уровне ПАНО меньшее увеличение содержания лактата в крови при возрастаниимощности работы, что объясняется совершенствованием анаэробных процессов и экономичностью -11- энерготрат организма увеличение скорости утилизации лактата в период восстановления после физических нагрузок.
С увеличением уровня тренированности спортсменов в видах спорта на выносливость увеличивается общая масса крови у мужчин от 5 6 до 7 8 л, у женщин от 4 4,5 до 5,5 6 л, что приводит к увеличению концентрации гемоглобина до 160 180 г л1 у мужчин и до 130 150 г л1 у женщин.
Контроль за процессами утомления и восстановления, которые являются неотъемлемыми компонентами спортивной деятельности, необходим для оценки переносимости физической нагрузки и выявления перетренированности, достаточности времени отдыха после физических нагрузок, эффективности средств повышения работоспособности, а также для решения других задач.
Утомление, вызванное физическими нагрузками максимальной и субмаксимальной мощности, взаимосвязано с истощением запасов энергетических субстратов АТФ, КрФ, гликогена в тканях, обеспечивающих этот вид работы, и накоплением продуктов их обмена в крови молочной кислоты, креатина, неорганических фосфатов, поэтому и контролируется по этим показателям.
При выполнении продолжительной напряженной работы развитие утомления может выявляться по длительному повышению уровня мочевины в крови после окончания работы, по изменению компонентов иммунной системы крови, а также по снижению содержания гормонов в крови и моче. В спортивной диагностике для выявления утомления обычно определяют содержание гормонов симпато-адреналовой системы адреналина и продуктов его обмена в крови и моче. Эти гормоны отвечают за степень напряжения адаптационных изменений в организме.
При неадекватных функциональному состоянию организма физических нагрузках наблюдается снижение уровня не только гормонов, но и предшественников их синтеза в моче, что связано с исчерпанием биосинтетических резервов эндокринных желез и указывает на перенапряжение регуляторных функций организма, контролирующих адаптационные процессы.
Для ранней диагностики перетренированности, скрытой фазы утомления используется контроль за функциональной активностью иммунной системы. Для этого определяют количество и функциональную активность клеток Т- и В-лимфоцитов Т-лимфоциты обеспечивают процессы клеточного иммунитета и регулируют функцию В-лимфоцитов В-лимфоциты отвечают за процессы гуморального иммунитета, их функциональная активность определяется по количеству иммуноглобулинов в сыворотке крови.
Определение компонентов иммунной системы требует специальных условий и аппаратуры. При подключении иммунологического контроля за функциональным состоянием спортсмена необходимо знать его исходный иммунологический статус с последующим контролем в различные периоды тренировочного цикла. Такой контроль позволит предотвратить срыв адаптационных механизмов, исчерпание иммунной системы и развитие инфекционных заболеваний спортсменов высокой квалификации в периоды тренировки и подготовки к ответственным соревнованиям особенно при резкой смене климатических зон. Восстановление организма связано с возобновлением количества израсходованных во время работы энергетических субстратов и других веществ.
Их восстановление, а также скорость обменных процессов происходят не одновременно см. главу 18. Знание времени восстановления в организме различных энергетических субстратов играет большую роль в правильном построении тренировочного процесса.
Восстановление организма оценивается по изменению количества тех метаболитов углеводного, липидного и белкового обменов в крови или моче, которые существенно изменяются под влиянием тренировочных нагрузок. Из всех показателей углеводного обмена чаще всего исследуется скорость утилизации во время отдыха молочной кислоты, а также липидного обмена нарастание содержания жирных кислот и кетоновых тел в крови, которые в период отдыха являются главным субстратом аэробного окисления, о чем свидетельствует снижение дыхательного коэффициента.
Однако наиболее информативным показателем восстановления организма после мышечной работы является продукт белкового обмена мочевина. При мышечной деятельности усиливается катаболизм тканевых белков, способствующий повышению уровня мочевины в крови, поэтому нормализация ее содержания в крови свидетельствует о восстановлении синтеза белка в мышцах, а следовательно, и восстановлении организма. 6. Контроль за применением допинга в спорте В начале XX ст. в спорте для повышения физической работоспособности, ускорения процессов восстановления, улучшения спортивных результатов стали широко применять различные стимулирующие препараты, включающие гормональные, фармакологические и физиологические, так называемые допинги.
Использование их не только создает неравные условия при спортивной борьбе, но и причиняет вред здоровью спортсмена в результате побочного действия, а иногда являются причиной летального исхода.
Регулярное применение допингов, особенно гормональных препаратов, вызывает нарушение функций многих физиологических систем сердечно-сосудистой эндокринной, особенно половых желез атрофия и гипофиза, что приводит к нарушению детородной функции, появлению мужских вторичных признаков у женщин вирилизация и увеличению молочных желез у мужчин гинекомастия печени, вызывая желтухи, отеки, циррозы иммунной, что приводит к частым простудам, вирусным заболеваниям нервной, проявляющейся в виде психических расстройств агрессивность, депрессия, бессонница прекращение роста трубчатых костей, что особенно опасно для растущего организма, и др. Многие нарушения проявляются не сразу после использования допингов, а спустя 10 20 лет или в потомстве.
Поэтому в 1967 г. МОК создал медицинскую комиссию МК, которая определяет список запрещенных к использованию в спорте препаратов и ведет антидопинговую работу, организовывает и проводит допингконтроль на наличие в организме спортсмена запрещенных препаратов.
Каждый спортсмен, тренер, врач команды должен знать -12- запрещенные к использованию препараты. Классификация допингов К средствам, которые используются в спорте для повышения спортивного мастерства, относятся допинги, допинговые методы, психологические методы, механические факторы, фармакологические средства ограниченного использования, а также пищевые добавки и вещества. К средствам, которые причиняют особый вред здоровью и подвергаются контролю, относятся допинги и допинговые методы манипуляции.
По фармакологическому действию допинги делятся на пять классов 1 психостимуляторы амфетамин, эфедрин, фенамин, кофеин, кокаин и др. 2 наркотические средства морфин, алкалоиды-опиаты, промедол, фентанил и др. 3 анаболические стероиды тестостерон и его производные, метан-дростенолон, ретаболил, андродиол и многие другие, а также анаболические пептидные гормоны соматотропин, гонадо- тропин, эритропоэтин 4 бета-блокаторы анапримин пропранолол, окспренолол, надолол, атенолол и др. 5 диуретики новурит, дихлоти-азид, фуросемид лазикс, клопамид, диакарб, верошпирон и др Допинги являются биологически активными веществами, выделенными из тканей животных или растений, получены синтетически, как и их аналоги.
Многие допинги входят в состав лекарств от простуды, гриппа и других заболеваний, поэтому прием спортсменом лекарств должен согласовываться со спортивным врачом во избежание неприятностей при допингконтроле.
К допинговым методам относятся кровяной допинг, различные манипуляции например, подавление процесса овуляции у женщин и др Биологическое действие в организме отдельных классов допингов разнообразно. Так, психостимуляторы повышают спортивную деятельность путем активации деятельности ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что улучшает энергетику и сократительную активность скелетных мышц, а также снимают усталость, придают уверенность в своих силах, однако могут привести к предельному напряжению функций этих систем и исчерпанию энергетических ресурсов.
Наркотические вещества подавляют болевую чувствительность, так как являются сильными анальгетиками, и отдаляют чувство утомления. Анаболические стероиды усиливают процессы синтеза белка и уменьшают их распад, поэтому стимулируют рост мышц, количества эритроцитов, способствуя ускорению адаптации организма к мышечной деятельности и процессов восстановления, улучшению композиционного состава тела. Бета-блокаторы противодействуют эффектам адреналина и норадреналина, что как бы успокаивает спортсмена, повышает адаптацию к физическим нагрузкам на выносливость.
Диуретики, или мочегонные средства усиливают выведение из организма солей, воды и некоторых химических веществ, что способствует снижению массы тела, выведению запрещенных препаратов. Следует отметить, что среди рассмотренных классов допинга наиболее часто применяются анаболические стероиды. В тяжелой атлетике, па-уэрлифтинге, бодибилдинге их применяют около 90 мужчин и 20 женщин.
В других видах спорта они используются в меньшей степени 78 футболисты, 40 спринтеры. При этом используемые дозы могут многократно превышать рекомендуемые 5 10 мг и достигать 300 мг и даже 2 г. Задачи, объекты и метолы лопингконтроля Задачей допингконтроля является выявление возможного использования допинговых веществ и допинговых методов спортсменами на соревнованиях и в процессе тренировки, применение к виновным специальных санкций. Допингконтроль проводится во время Олимпийских игр, чемпионатов мира и Европы, а в последнее время и на менее крупных соревнованиях либо даже в период тренировки по решению международных спортивных организаций.
Назначается допинговый контроль медицинской комиссией МОК или НОК, а проводится аккредитованными МОК специальными лабораториями, обычно той страны, в которой проводятся соревнования. Допинглаборатории существуют при биохимических или других институтах, оснащенных современной аппаратурой.
В последнее время в качестве основного объекта контроля используется проба мочи, поскольку это неинвазивный объект и собрать можно неограниченный объем. Образец мочи должен составлять не менее 100 мл с рН 6,5. Забор мочи производят в присутствии эксперта МК МОК. Собранная проба делится на две части и на холоду доставляется в центр допингового контроля. С целью обнаружения применения кровяного допинга используют образцы венозной крови. Для выявления допинговых веществ в моче или крови спортсмена применяются высокочувствительные методы биохимического анализа, так как концентрация этих веществ незначительна. К таким методам относятся газовая хроматография, масс-спектрометрия, жидкостная хроматография, флюоресцентный иммунный анализ.
При этом следует использовать не менее двух методов. Хотя методы допингконтроля высокочувствительны, в настоящее время затруднения вызывает выявление анаболических пептидных гормонов соматотропина, эритропоэтина и др а также применение кровяного допинга.