Метод определения величины ВЕ в капиллярной крови пловцов

2.2.4 Метод определения величины ВЕ в капиллярной крови пловцов

Избыток и дефицит буферных в крови оснований определяли с помощью измеренных параметров с использованием следующего уравнения:

BE= (1-0.014ctHb)*((1.43ctHb+7.7)*(pH-7.4)-24.8+cHCO3-)) [3,16,26,34]

2.2.5 Метод определения концентрации лактата в капиллярной крови пловцов

Величину лактата в крови определяли с помощью ферментного электрода с иммобилизованной лактатдегидрогеназой [26,34].

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

3.1 Показатели лактата в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления

Результаты исследования показывают, что содержание лактата в капиллярной крови пловцов до физической работы находилось в пределах физиологической нормы.

При выполнении тестирующей нагрузки концентрация молочной кислоты в крови спортсменов существенно нарастала, что связано с преобладанием гликолитического пути ресинтеза АТФ.

В периоде раннего восстановления обнаружено возвращение уровня лактата к исходным значениям, так как происходило устранение кислородного дефицита, возникшего при выполнении физической нагрузки (рис. 1).

Рисунок 1. Концентрация лактата в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления, ммоль/л.

3.2 Показатели парциального давления углекислого газа в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления

 

На дорабочем уровне в капиллярной крови пловцов отмечаются высокие значения парциального давления углекислого газа в силу того, что имеет место гиповентиляция легких.

При выполнении теста усиливается дыхательная функция легких, что выражается в снижении рСО_2.

В периоде раннего восстановления происходит устранение кислородного дефицита в организме, поэтому незначительная гипервентиляция легких сохраняется (рис. 2).

Рисунок 2. Уровень парциального давления углекислого газа в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления, мм рт ст.

 

3.3 Показатели рН в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления

 

До физической работы в капиллярной крови пловцов обнаруживаются физиологические значения рН.

При физической нагрузке происходит закисление крови и тканей кислыми продуктами обмена, преимущественно лактатом, поэтому отмечается значительное снижение рН.

Однако, после теста рН крови приходит в норму, так как аэробная работа способствует устранению избытка кислот в организме (рис. 3).

Рисунок 3. Уровень рН в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления, ед.

3.4 Показатели ВЕ в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления

На дорабочем уровне в капиллярной крови пловцов отмечался избыток буферных оснований – ВЕ, – что указывает на высокое развитие щелочных резервов.

При выполнении физической работы выявлен существенный дефицит ВЕ, так как возникла необходимость в поддержании гоместаза в условиях закисления.

После нагрузки в крови спортсменов происходило устранение недостатка буферных оснований, однако небольшой дефицит ВЕ еще сохранялся (рис. 4).

Рисунок 4. Уровень ВЕ в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления, ммоль/л.

 

3.5 Показатели гидрокарбонатных ионов в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления

 

До физической работы в капиллярной крови спортсменов выявлено незначительное повышение содержания гидрокарбонатных ионов по сравнению с физиологической нормой, что также указывает на высокий уровень развития щелочных резервов организма.

При выполнении теста в крови пловцов обнаруживается снижение уровня НСО₃^-. Вероятно, это связано с вовлечением в компенсацию ацидоза карбонатных буферных систем крови.

В периоде раннего восстановления обнаруживается возвращение содержания НСО₃^- к исходным значениям (рис. 5).

Рисунок 5. Уровень гидрокарбонатных ионов в капиллярной крови пловцов до, во время физической нагрузки и в периоде раннего восстановления, ммоль/л.

 

Таким образом, при выполнении физической нагрузки в анаэробных условиях происходят значительные сдвиги показателей кислотно-основного равновесия в крови спортсменов.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В практике спорта большое значение имеет жесткий контроль за параметрами кислотно-основного равновесия крови. Нарушения КОС ведут к значительным изменениям во всех видах обмена веществ. Физическая работа, особенно анаэробного характера, всегда сопровождается нарастанием кислородного дефицита в организме. В таких условиях большое значение имеет гликолитический путь ресинтеза АТФ, конечным продуктом которого является молочная кислота. Лактат выбрасывается из мышц в кровь, вызывая сдвиг рН в кислую сторону. Это, в свою очередь, может способствовать снижению активности ферментов энергообразования, нарушению проведения гормонального сигнала, преобладанию катаболических процессов. В результате возникает угроза срыва процессов адаптации к физической работе [7,32].

При систематическом занятии спортом в организме отмечаются существенные биохимические изменения, что позволяет им развивать положительные компенсаторные реакции при выполнении физической работы. Такие сдвиги происходят и в кислотно-основном равновесии тканей и крови [7].

Регулярные тренировки способствуют повышению буферных резервов организма, что является необходимым условием для поддержания рН при закислении. При недостаточном развитии щелочной емкости крови, механизмов почечной и легочной компенсации может происходить более раннее прекращение работы, связанное, прежде всего, со снижением интенсивности энергообразующих процессов. Поэтому является актуальным исследование механизмов адаптации кислотно-основного равновесия организма спортсменов при физической нагрузке [32].

Результаты исследования показали, что до физической работы уровень лактата в капиллярной крови спортсменов соответствует физиологической норме. Нарушений со стороны кислотно-основного состояния не выявлено. Следует отметить имеющуюся гиповентиляцию легких, что выражается в высоких значениях парциального давления углекислого газа. На фоне этого, вероятно, происходит нарастание буферных резервов крови, так как отмечается избыток ВЕ и гидрокарбонатных ионов. Возможно, на дорабочем уровне у спортсменов отмечается респираторный ацидоз, компенсированный метаболическим алкалозом. Такое исходное состояние должно позволить лучше переносить предстоящее закисление организма при выполнении физической работы.

При выполнении тестирующей нагрузки в капиллярной крови спортсменов обнаружено существенное увеличение уровня лактата, что указывает на высокую гликолитическую емкость организма, выражающуюся в достаточных запасах гликогена в мышцах и печени, а также в адекватной работе ферментов анаэробных реакций.

Однако, накопление молочной кислоты привело к значительному закислению крови, т.е. при выполнении физической нагрузки развился метаболический лактат-ацидоз. На этом фоне наблюдаются компенсаторные реакции со стороны буферных резервов крови, что выражается в снижении уровня ВЕ и концентрации гидрокарбонатных ионов. Кроме того, при выполнении теста в капиллярной крови пловцов отмечается снижение парциального давления углекислого газа. Это указывает на подключение легочного механизма компенсации нарушений КОС, выражающееся в гипервентиляции.

Таким образом, при выполнении физической работы в организме спортсменов развивается метаболический ацидоз, который частично компенсируется респираторным алкалозом и буферными резервами крови, что позволяет более длительное время поддерживать механизмы энергообразования и сохранять работоспособность. Кроме того, на высокий уровень развития щелочных резервов крови указывает высокое соотношение концентрации лактата к уровню ВЕ. Оценка адекватности компенсаторного ответа организма на метаболический ацидоз произведена при сопоставлении значений лактата и рН, т.е . на фоне высоких значений молочной кислоты не происходит существенного падения рН. В связи с этим следует отметить высокий уровень тренированности пловцов.

В периоде раннего восстановления анаэробная физическая работа сменялась на аэробную. На таком фоне в организме спортсменов происходило устранение кислородного дефицита, возникшего в условиях выполнения физической нагрузки. В капиллярной крови пловцов обнаружено возвращение уровня лактата к физиологическим нормам. При активном потреблении кислорода происходит полное сгорание молочной кислоты и других продуктов обмена до воды и углекислого газа с целью восполнения запасов АТФ. Кроме того, имеющаяся легочная гипервентиляция позволяет восполнять кислородный дефицит и выводить излишки углекислого газа, образующегося при активном окислении кислых метаболитов.

Таким образом, в аэробных условиях в периоде раннего восстановления происходит устранение метаболического ацидоза, развившегося при тестировании. В результате в норму приходят такие показатели кислотно-основного равновесия, как рН, концентрация гидрокарбонатных ионов, уровень ВЕ, хотя небольшой дефицит буферных оснований имеет место.

Необходимо отметить, что возвращение показателей кислотно-основного равновесия крови пловцов к физиологическим нормам происходило довольно быстро, что указывает на высокий уровень тренированности спортсменов. Такой фон облегчает дальнейшее восстановление организма и подготавливает к следующей нагрузке. Устранение кислых метаболитов способствует созданию адекватных условий для синтетических процессов, которые являются основой для закрепления результатов тренировок, повышения квалификации и достижения высоких спортивных результатов[32,33]. Напротив, недостаточное удаление лактата из крови спортсменов в периоде раннего восстановления может приводить к дополнительному напряжению буферных систем организма, что, в свою очередь, вызывает срыв адаптационных реакций с угрозой развития утомления [11,27,39,40]. В результате спортсмен может не восстановиться к следующей тренировке.

Таким образом, при выполнении физической работы анаэробного характера в организме отмечаются существенные компенсаторные сдвиги в КОР, которые позволяют длительное время сохранять работоспособность. Однако, следует очень внимательно относиться к биохимическим изменениям к периоде раннего восстановления с целью недопущения развития перетренированности и утомления, что может отрицательно сказаться на функциональном состоянии организма. Полученные результаты позволяют своевременно диагностировать нарушения КОС в организме, что облегчает дальнейшую коррекцию подобных сдвигов. Кроме того, полученные данные могут быть использованы для построения тренировочного процесса с целью развития буферных резервов крови.

ВЫВОДЫ

1.   В организме пловцов до физической работы отмечается высокий уровень развития буферных резервов крови и механизмов легочной компенсации, что определяет готовность к выполнению физической работы.

2.   При физической нагрузке в организме пловцов развивается метаболический лактат-ацидоз, который частично компенсируется буферными основаниями крови и респираторным алкалозом.

3.   В периоде раннего восстановления наблюдается интенсивный процесс окисления лактата и быстрое возвращение к норме показателей буферной системы крови.

Список литературы:

 

1.   Агапов Ю.Я. Кислотно-щелочной баланс, М. изд. Медицина :1983

2.   Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М: «Медицина», 2004

3.   Биохимические методы исследования в клинике. Под ред. Меньшикова В.В. Элиста: АПП. Джангар:1998,.

4.   Введение в клиническую биохимию. Под ред. И.И. Иванова. Л.: 1969

5.   Владимиров Г.Е. и Пантелеева Н.С. Функциональная биохимия. Изд. Ленинградского университета, 1965 ССР, 1953

6.   Биохимия заболеваний мышц. Под ред. Фердмена Д.Л. Изд. А.Н.Украинской.

7.   Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности. – Киев: Олимпийская литература, 2000

8.   Гомеостаз. Под ред. Горизонтова М.:1976

9.   Гортейши Я. Основы клинической биохимии. Прага, 1967,

10.      Граевская Н.Д. В сб: Современная система и методы врачебного контроля в спорте. – Малаховка МОГИФК, 1997,

11.      Давиденко Д. Н. Функциональные резервы адаптации организма спортсмена /Д.Н. Давиденко, А.С. Мозжухин. – Л., 1995

12.      Дементьева И.И. Лабораторная диагностика и клиническая оценка нарушений гомеостаза у больных в критическом состоянии при хирургических вмешательствах и в отделении интенсивной терапии. – М: ЗАО «Рош-Москва», 2007

13.      Калинин В.М. Проблема гомеостаза в спорте: кислотно-основное состояние крови при адаптации к мышечной деятельности. Кемерово, 2009

14.      Капланский С.Я. Кислотно-щелочное равновесие в организме и его регуляция М. – л.: 1940

15.      Клинико-лабораторные аналитические технологии и оборудование. под ред. И.И. Меньшикова, М.:2007г

16.      Клиническая биохимия. под ред. В.А.Ткачука, М.ГЕОТАР-МЕД. 2004

17.      Крохалов А.А. Водный и электролитный обмен. М:1972

18.      Лазарис Я.А. и Серебровская И.А. Нарушение кислотно-щелочного гомеостаза Л.:1973

19.      Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия. Пер. с англ., М.-СПб.: ©Бином»- «Невский диалект», 1999,

20.      Меерсон Ф. З. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам //Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. – М.: Медицина, 1988.

21.      Методы практической биохимии. М.:1978,

22.      Озолина Е.В. Ключевые аспекты адаптации организма инвалидов к физическим нагрузкам / Озолина Е.В., Дмитриев В.С. // Открытый мир : Науч.-практ. семинар по адапт. двигат. активности. - М., б. г. - С. 58-72

23.      Робинсон Дт. Р. Основы регуляции кислотно-щелочного равновесия, пер. с англ. М:1969

24.      Руководство по клинической реаниматологии. Под ред. Т.М.Дербянина, с 73, М.: 1974

25.      Рут Г. Кислотно-щелочное состояние и электролитный баланс, пер. с англ. М.:1978

26.      Эндрю Сейнт Джон. Экспресс-диагностика. Roche Diagnostics, Маннхайм.

27.      Справочник по функциональной диагностике. Под ред. И.А.Кассирского, М.:1970

28.      Физиология дыхания. Под ред. Л.Л. Шиха,. Л.:1973 с 256

29.      Хашен Р., Шейх Д. Очерки по патологической биохимии. М.: 1981,

30.      Чернец М.И., Потапов А.В. Влияние ныряния в длину с задержкой дыхания на кислотно-основное состояние крови // Военно-медицинский журнал. – 1998. - № 8. – с. 53-54.

31.      Ютикова О.С., Бурлакова А.Ю. Использование биохимических критериев контроля соревновательной деятельности пловцов в процессе многолетней подготовки. //Успехи современного естествознания 2008 №9,

32.      Яковлев Н.Н. Биохимия спорта М.: ФиС,1974

33.      Яковлев Н.Н. Очерки по биохимии спорта. Изд. физкультура и спорт», 1953

34.      Antony P. F. Turner .Biosensor; Fundamentals and Applications. 1997.

35.      Antonutto, G. and Prampero, P. "The Concept of Lactate Threshold"// Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, March 1995.vol. 35,

36.      Arthur PG, West TG, Brill RW, Schulte PM, and Hochachka PW. Recovery metabolism in tuna white muscle: rapid and parallel changes of lactate and phosphocreatine after exercise.// Can J Zool -1992-№70: р1230–1239,

37.      Baggott J., PhD, Dennis Sh.E., MS. Medical Biochemistry. 2003.

38.      Brooks GA. Intra- and extra-cellular lactate shuttles. // Medicine and Science in Sports and Exercise (2000)№32, р 790-799

39.      Hochachka P.W. and Somero GN. Biochemical Adaptation—Mechanism and Process in Physiological Evolution. New York: Oxford University Press, 2001.

40.      Hochachka P.W., C. L. Beatty, Y. Burelle, M. E. Trump, D. C. McKenzieаnd G. O. Matheson The Lactate Paradox in Human High-Altitude. //Physiological Performance News in Physiological Sciences, Vol. 17, No. 3, 122-126, June 2002

41.      Hood and R. L. Tannen: Protection of acid-base balance by pH regulation acid production //New England Journal of Medicine. (1998) №32 р343

42.      C. C. W. Hsia: Respiratory function of hemoglobin. //New England Journal of Medicine (1998) №338, р 239.

43.      Jones JH. Optimization of the mammalian respiratory system: symmorphosis versus single species adaptation. //Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol №120B-1998: 125–138,

44.      Kleshnev I.V., Suhova O.A., Petriaev A.V. Dynamics of structure of special endurance of a high class swimmers. // Sport Science ’99 in Europe. 4th Annual Congress of European College of Sport Science. Rome University Institute of Motor Sciences, Rome, July 1999,

45.      Lundby C, Saltin B, and van Hall G. The ‘lactate paradox’, evidence for a transient change in the course of acclimatization to severe hypoxia in lowlanders.// Acta Physiol Scand 2000 №170: р 265–269.

46.      Riley R.L., Dutton R.E. Regulation of respiration and blood gases. Ann.N.Y. Acad., 1963, Vol 109,