Срочные адаптационные процессы в организме спортсмена

Спортивная тренировака, в частности, подготовка футболистов требует от организма человека больших затрат энергии, расходом с потом большого количества минеральных солей, распадом белковых структур. В зависимости от объма и интенсивности выполненных нагрузок, температуры, давления и влажности воздуха футболист может истратить за одну тренировку (1,5-2,5 часа) до 4000-6000 ккал, 2-4 литров пота. Интенсивность, выполняемых упражнений, часто сопровождается как механическим повреждением миофибрилл (МФ) мышечных волокон, так и структур мышечных волокон (MB) в результате выхода из лизосом катаболических ферментов под действием повышенной концентрации ионов водорода (Н). Преимущественно ионы водорода образуются в гликолитических мышечных волокнах (ГМВ) в ходе анаэробного гликолиза. Следовательно, спортивная тренировка должна сопровождаться системой мероприятий протекторного и реабилитационного характера. Все эти мероприятия можно разделить на срочные и долговременные.

К мероприятиям срочного протекторного характера которые используются непосредственно перед тренировкой или по ходу занятия, можно отнести пищевые добавки,:

- увеличивающие рН крови, а значит буферные способности тканей - бикарбонат натрия;

- влияющие на ключевые ферменты гликолиза, замедляющие скорость образования лактата и ионов водорода - цитрат натрия.

К мероприятиям долговременного протекторного характера, которые используются по ходу реализации тренировочной программы, можно отнести пищевые добавки:

- увеличивающие прочность мембран - антиоксиданты и минеральные вещества, фосфолипиды.

К мероприятиям долговременного реабилитационного и эргогенного характера, которые используются по ходу реализации тренировочной программы, можно отнести пищевые добавки:

- увеличивающие скорость синтеза органелл - аминокислоты (L-glutamine), креатин моногидрат,

- уменьшение скорости деградации органелл - hydroxy-metthylbutyrate monohydrate (HMB).

- углеводное насыщение.

Целью наших исследований было изучение срочных физиологических реакций человека при выполнении физических упражнений с приемом перед ними антиоксидантных, алкалозных и эргогенных пищевых добавок.

Испытуемые выполнили 5 тестов со ступенчато возрастающей мощностью. В первом тесте пищевые добавки не принимались, во втором 1 гр Ц-На, в третьем 2 гр Ц-На, в четвертом 6 гр Ц-На, в пятом 12 гр Ц-На.

Кроме этого каждый испытуемый выполнил еще по 5 тестов со ступенчато возрастающей мощностью. Один тест выполнялся без приемов пищевых добавок, 2-ой с приемом Цитрата Натрия (2 гр), 3-ий с приемом антиоксидантов (витаминов А,Е,С и комплекса минеральных веществ - Centrum (200% суточной нормы), 4-ый с приемом Креатин моногидрата и 5-ый с НМВ (200% суточной нормы).

Все препараты принимались в желатиновых капсулах за 30-40 мин до начала упражнения и запивались 200 мл воды. В течение одного дня испытуемые выполняли не более одного теста (опыта).

Все упражнения выполнялись на велоэргометре типа "Monarch". Темп педалирования фиксировался с помощью ЭВМ. При выполнении ступенчатого теста нагрузка менялась каждые 2 минуты на 5Н (0,5 Кр), темп педалирования составил 75 об/мин.

Анализ содержания кислорода и углекислого газа, легочной вентиляции выполнялся с помощью "Cardiopulmonary Diagnostic Systems Medical Graphics" USA. Результаты измерения усреднялись за каждые 30с времени упражнения.

В результате проведенных исследований были обнаружены достоверные изменения в увеличении потребления кислорода, мощности на уровне аэробного порога, а на первых ступеньках значительное снижение дыхательного коэффициента (до 0,72-0,77 против 0,78-0,88 при штатной ситуации) при приеме цитрата натрия более 1 г. Трехвалентный цитрат натрия, попадая в кровь и мышечную ткань, может выполнять функцию акцептора ионов водорода, т.е. увеличивать буферные свойства крови и мышечной ткани. В мышечной ткани цитрат, как ингибитор гликолиза, кючевого фермента - фосфофруктокиназы.

Механизм возможного увеличения буферных свойств крови и тканей за счет роста концентрации цитрата проверялся в нескольких исследованиях (S.McMahon, C.Burge, 1996; М. Parry-Billing, D., MacLaren, 1986). Результаты этих исследований оказались противоречивыми, а именно, при равном приеме цитрата натрия (20 г или 0,3 г/кг) при выполнении физических упражнений большой мощности продолжительность работы в одном случае увеличивалась, а в другом изменения оказались статистически недостоверны. Возможно различие в оценке влияния связано с выбором критериев, когда измеряют продолжительность выполнения упражнениях заданной мощностью наблюдаются достоверные изменения, а когда спортивный результат, то достоверного различия не обнаруживают.

Более существенным для практики спорта является механизм регуляции гликолиза. При искуственном увеличении концентрации цитрата (промежуточного продукта в цикле трикарбоновых кислот) процесс распада глюкозы ингибируется, следовательно для поддержания заданной мощности выполнения физического упражнения должен усилиться процесс расщепления жирных кислот окислительных мышечных волокнах. В промежуточных мышечных волокнах, с недостаточной массой (активностью) митохондрий, процесс активизации анаэробйого гликолиза будет ингибироваться, что в конечном итоге приводит к росту силы мышцы, которую она может демонстрировать на уровне аэробного порога. В этом случае должно наблюдаться увеличение мощности и потребления кислорода на уровне аэробного порога. При рекрутировании гликолитических мышечных волокон, с минимальной массой митохондрий, процесс анаэробного гликолиза будет активизироваться, начнут выделяться в кровь ионы водорода и лактат. При взаимодействии с буферными основаниями ионы водорода стимулируют освобождение неметаболического углекислого газа. Это явление фиксируется как изменение дыхательного коэффициента, стремление его к 1,0 и затем к еще большей величине, получило название анаэробного порога. Потребление кислорода на уровне анаэробного порога свидетельствует о максимальных возможностях мышц активных в данном упражнении. Поскольку цитрат не может повлиять на активность митохондрий активных мышц, то потребление на уровне анаэробного порога не может существенно изменяться в случае приема цитрата натрия в любом количестве. Рассмотренный здесь механизм хорошо согласуется с полученными экспериментальными данными.

Применение антиоксидантов (витамины А,Е, С более 1000% суточной нормы) и минеральных веществ (более 200% суточной нормы) приводит к росту потребления кислорода и мощности на уровне аэробного порога. При этом потребление на уровне анаэробного порога существенно не изменилось. Очевидно, что активность митохондрий не возрастает, поскольку уровень анаэробного порога не изменяется. Антиоксиданты должны, видимо, активизироватъ жировой обмен. Яковлев Н. Н.(1974) предполагал, что возрастание содержания аскорбиновой кислоты- акцептора кислорода, имеет значение для сохранения уровня катехоламинов в мышцах и восстановления некоторых продуктов их окисления. В таком случае прием витамина С и Е вместе с микроэлементами (селеном) может служить средством увеличения потенциальных возможностей мышцы по производству энергии. Комплексное применение витаминов А, Е и С уменьшает перекисное окисление липидов, а именно мембран клеток и органелл. Витамин Е входит в состав мембран в соотношении с фосфолипидами 1:1000 (Tappel А., 1980). В рамках срочной реакции организма значимым представляется эргогенный механизм действия витаминов А, Е, С и минеральных компонентов. В многочисленных исследованиях эта идея проверялась и не дала статистически значимых результатов, однако изучалась только реакция на долговременное употребление витамина Е с ежедневной дозой 900-1200 IU/d. В этих работах не было найдено статистически значимых изменений в показателях МПК (C.Williams, 1995). При использовании витамина С (0,3 г/кг) мальчики увеличили потребление кислорода МПК с 2,9 до 3,2 л/мин (Davies К. et al, 1982).

Идея применения Кр как источники дополнительной энергии для выполнения физической работы проверяется последние годы особенно интенсивно. Bogdanis G. et al (1996) использовал орально креатин 75 мг/кг в течении 6 дней, однако не было обнаружено ни роста МАМ, ни МПК. В работе Havenetidis К. et al. (1996) 25 г креатина было принято за 4 дня и в спринтерских тестах на дистанции 50 и 100 м были получены статистически достоверное улучшение (р<0,05) по сравнению с приемом плацебо. Были получено улучшение результатов в упражнении типа академической гребле приприеме 0,25г/кг креатина, длительность теста 205-215 с. В нашем случае не наблюдалось сколько нибудь существенной разницы, это связано с приемом очень малой дозы креатина - всего однократно 2 г.

Употребление креатина разумно сочетать с приемом НМВ (бета-гидроокси бета-метилбутират). НМВ является метаболитом лейциновой кетокислоты. Применяется для минимизации повреждений в мышечной ткани. В работе S.Nissen(1996) испытуемые принимали Зг НМВ и выполняли упражнения со штангой два раза в день, в неделю 6 дней, на протяжении 7 недель. В результате в экспериментальной группе, по сравнению с контрольной, было обнаружено снижение массы жировой ткани и значительное увеличение силы мышц. Работ, в которых было бы показано влияние на физиологические функции однократного приема НМВ, не было обнаружено. В нашем случае статистически достоверных изменений в физиологических реакциях испытуемых не было обнаружено.

Таким образом, прием цитрата натрия более 2 г за 30-40 мин до выполнения ступенчатого теста статистически достоверно изменяет метаболизм в сторону большей доли использования жира при выполнении физического упражнения с мощностью ниже аэробного порога.

Прием антиоксидантов и минеральных веществ более 200% суточной нормы за 30-40 мин до выполнения ступенчатого теста статистически достоверно изменяет метаболизм в сторону большей доли использования жира при выполнении физического упражнения с мощностью ниже аэробного порога.

Прием креатина (2г) и НМВ(2г) не вызывают статистически достоверных изменений физиологических показателей, наблюдаемых при выполнении ступенчатого теста.