11134 (684980), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Согласно современным представлениям мощность буферных систем повышается при улучшении адаптации организма к мышечной деятельности под влиянием тренировки. Так, у малоподготовленных спортсменов снижение рН во время работы умеренной интенсивности более значительно чем у тренированных. Вместе с тем после нагрузок, возрастающих до пределов максимальной мощности, зависимость сдвига рН от уровня тренированности обнаруживается не всегда. Усиленная нейтрализация недоокисленных продуктов во время работы под водой, сопровождающейся острой гипоксией и гиперкапнией, является дополнительным источником продукции СО2. Однако выведение его из организма в первые 60-75 с (время, необходимое для забора крови) после ныряния, по-видимому, не затрудняет функцию дыхательного аппарата. Вероятно, этому способствует непроизвольная гипервентиляции, возникающая у спортсменов сразу после прохождения дистанции. У подавляющего большинства ныряльщиков он существенно не изменился. Повышение содержания гемоглобина у 44 спортсменов до 3,52 ммоль/л объясняется адаптационной реакцией крови на комбинированное воздействие гипоксии и гиперкапнии [30,36,38].
На основании полученных результат можно заключить, что интенсивная мышечная работа в условиях комплексная воздействия гипоксии и гиперкапнии (ныряние в длину) приводит к выраженным изменениям КОС крови, характерным для субкомпенсированного и декомпенсированного метаболического ацидоза. Несмотря на это, у подавляющего большинства обследуемых не выявлялось внешних признаков утомления и жалоб на состояние здоровья. Несомненно, это свидетельствовало об адекватности физического напряжения, вызываемого нырянием, функциональному состоянию и резервным возможностям организма спортсменов. Однако значительные биохимические изменения, происходящие в организме ныряльщиков во время соревнований, говорят о необходимости тщательного отбора спортсменов, их тренированности, введения соответствующих интервалов отдыха после ныряния [30,39].
Полученные данные могут быть использованы при планировании профилактических мероприятий по сохранению работоспособности военнослужащих при работе в аналогичных условиях и предупреждению несчастных случаев [30,31].
Таким образом, при выполнении физической работы отмечаются значительные сдвиги в кислотно-основном состоянии организма.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материалы исследования
Объектом исследования служила капиллярная кровь, которая забиралась в гепаринизированный капилляр в объеме 200 мкл. В полученных образцах определяли рН, рСО2, уровень НСО3-, ВЕ, концентрацию лактата.
Экспериментальную группу составили пловцы с квалификацией: мастера спорта и мастера спорта международного класса. Спортсмены выполняли тест на гликолитическую емкость: 4x50 м в режиме 1'30" - 1'15" - 1'. Показатели кислотно-основного равновесия крови были изучены до, во время физической работы и в периоде раннего восстановления.
2.2 Методы исследования
Показатели кислотно-щелочного равновесия определяли на Анализаторе критических состояний ROSH OMNI S. Анализ занимает всего несколько мин после взятия пробы крови. Величины рН, рСО2, стандартные и истинные бикарбонаты, избыток буферных оснований и концентрация лактата определяются одновременно.
2.2.1 Метод определения парциального давления углекислого газа в капиллярной крови пловцов
Парциальное давление углекислого газа в крови определяли с помощью потенциометрических микроэлектродов [26].
2.2.2 Метод определения рН в капиллярной крови пловцов
рН в крови определяли потенциометрическим методом с помощью рН-метра.
2.2.3 Метод определения концентрации гидрокарбонатных ионов в капиллярной крови пловцов
Величину НСО3- в крови вычисляли по результатам измерения величин рН и рСО2, для чего использовали следующее уравнение:
сНСО3- = 0.0307рСО2*10 (рН-6,105) [ 16,26,]
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 рСО2.
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.