Оценка адекватности любительского спорта по функциональному состоянию организма студентов

Введение. Одним из значимых направлений в здоровом образе жизни является физическая активность. Активный человек не только более привлекателен физически, но и обладает существенно лучшим настроением. Физическая активность влияет на здоровье, продолжительность жизни, снижает риск возникновения и развития многих заболеваний. Спорт и здоровый образ жизни неразрывно связаны друг с другом [1][2].

Однако образ жизни значительной части современных студентов приводит к напряжению адаптационно-компенсаторных механизмов организма, что отражается на их здоровье [3–13]. Поэтому занятие спортом для студентов является условием саморазвития. Как показали исследования, у 79 % студентов, занимающихся спортом, учебная успеваемость выше средней [14].

Вместе с тем только правильный подход при дозировании физических нагрузок может дать хороший результат [15]. Чрезмерные, интенсивные и длительные нагрузки могут быть фактором риска для здоровья. Например, они могут увеличить риск острых сердечных приступов: у триатлонистов-любителей выявлена большая общая модуляция симпатической сердечно-сосудистой системы вместе с более низкой сердечной вагусной активностью; более высокие уровни кортизола и адренокортикотропного гормона по сравнению с группой контроля [16]. Нагрузки могут приводить к микротравмам мышц и отсроченной их болезненности [17].

В связи с этим важным при проведении спортивной подготовки является определение адекватности нагрузок для предупреждения дизадаптационных изменений в состоянии организма.

Цель исследования – оценить показатели здоровья и физического развития студентов в процессе занятий любительским спортом.

Материалы и методы исследования. Исследование проведено на основе добровольного информированного согласия. Объектом наблюдения были студенты (n = 30) в возрасте 23,8 ± 0,3 года. Они ежегодно проходили углубленное медицинское обследование в поликлинике, которое включало проведение анализа крови (гемоглобин, лейкоциты и СОЭ), биохимии крови общетерапевтической (по необходимости), анализ мочи. По данным обследования отклонений в показателях не было выявлено.

Студенты занимались физической подготовкой соответственно программе обучения, но регулярно спортом не занимались. Они были активно привлечены к участию в предстоящих межвузовских соревнованиях преподавателем по физической подготовке: три дня в неделю по 1 часу занимались в плавательном бассейне и 1 день – в тренажерном зале. Наше обследование проведено через 2 месяца после начала занятий.

С использованием хронометражного метода оценили суточный бюджет времени для расчета энергетических расходов. По ним определяли группу физической активности.

Определяли массу и длину тела (МТ, ДТ), силу кисти, жизненную емкость легких (ЖЕЛ). Изучали гемодинамические показатели: систолическое (САД), диастолическое (ДАД), пульсовое (ПД) давления, частоту сердечных сокращений (ЧСС). Их определение проводили в состоянии покоя, после нагрузки и через 3 мин. отдыха. Нагрузка представляла собой заплыв на 100,0 м вольным стилем. Для расчета интенсивности нагрузки определяли резерв ЧСС и вычисляли целевую ЧСС: сумма ЧСС покоя и соответствующего процента (70,0 %) от резерва ЧСС, которая позволяет адекватно выполнять нагрузку [18].

По МТ, ДТ, силе кисти, ЖЕЛ, гемодинамическим показателям (с учетом возраста) определяли индексы, интегрально характеризующие физическое развитие, функциональное состояние и адаптационные резервы организма. Это были индекс массы тела (ИМТ), индекс Пенье, силовой (СИ), жизненный (ЖИ), вегетативный индекс Кердо (ВИК), коэффициент выносливости (КВ), коэффициент экономичности кровообращения (КЭК), функциональных изменений (ИФИ). Они характеризуют пищевой статус, тип телосложения, развитие мышечной силы, дыхательного аппарата, работу вегетативной нервной и сердечно-сосудистой систем (включая работу сердца), а также интегрально отражают функциональное состояние организма (оценивают степень его адаптированности) [19][20]. По использованным индексам определяли структуру (%) соответствия норме либо той или иной степени отклонения от нее. Проводили отбор крови на следующее утро после нагрузки и определяли показатели гемопоэза (эритроциты, гемоглобин, ферритин, сывороточное железо), белкового (общий белок (ОБ), креатинин, мочевина, мочевая кислота), жирового (холестерин общий (ХО), липопротеиды высокой (Х-ЛПВП) и низкой плотности (Х-ЛПНП)) и углеводного обменов (глюкоза), ферментов и изоферментов (аланинаминотрансфераза (АлАТ), аспартатаминотрансфераза (АсАТ), лактат дегидрогеназа (ЛДГ), креатинкиназа-МВ (КК-МВ), гормонов (кортизол, тестостерон, эритропоэтин), сердечных белков (тропонин-1, миоглобин)) [21]. Исследования проводили в лабораториях клинико-диагностической и клинического отдела в Нижегородском НИИ гигиены и профпатологии Роспотребнадзора.

Для статистической обработки применяли программу Statistica-6.1: определяли средние величины и ошибки средней (М ± m).

Результаты исследования. Суточные энергетические расходы студентов составляли 3665,5 ± 37,3 ккал. По ним они были близки к IV группе физической активности (3850 ккал), но незначительно ниже – на 4,8 % (высокая физическая активность, тяжелый труд)¹.

Оценка физического развития показала, что их пищевой статус по ИМТ оценивался как нормальный. Студенты имели крепкое (73,3 %) и нормальное телосложение (26,7 %). По соотношению силы кисти к МТ силовой индекс был высоким (30,0 %) и средним (70,0 %). Оценка функциональных возможностей легких показала удовлетворительный результат. В деятельности вегетативной нервной системы у 100,0 % обследованных преобладали парасимпатические влияния. Коэффициент выносливости был в пределах верхней границы нормы. По индивидуальным показателям у 6,7 % КВ превышал 16 единиц. ИФИ находился на границе показателей, оцениваемых как «адаптация достаточная» и «состояние функционального напряжения». В долевом соотношении у 43,3 % адаптированность организма была достаточной, а у 57,7 % по ИФИ превышала границу значения, оцениваемого как адаптация достаточная (2,13 ед.), но все же была в пределах оценки «состояние функционального напряжения» (табл. 1).

Гемодинамические показатели по средним значениям были в норме (табл. 2). В частности, средний показатель САД у 100,0 % после нагрузки увеличивался, ДАД оставался таким же (у 63,3 % снизился, у 36,7 % остался без изменений). После отдыха средние показатели приходили к исходным значениям. КЭК после периода отдыха также достоверно не менялся (р = 0,745), но у 13,3 % не возвращался к исходным значениям, составляя 3200–3350 ед. Вероятно, это было связано с превышением целевой ЧСС, в частности среднее ее значение должно было быть равным 156,4 уд./мин.

У 20,0 % было определено высокое содержание в крови гемоглобина; еще у 10,0 % он был на уровне верхней границы нормы (табл. 3). Уровень ферритина у 26,6 % был сниженным. Остальные показатели, характеризующие состояние крови, были в пределах референтных границ.

По биохимическим исследованиям определили превышение границ нормы общего холестерина у 20,0 % студентов (табл. 4). Из них у 16,7 % он оценивался как пограничный и еще у 3,3 % – как высокий. Х-ЛПВП оценивался как норма только у 3,3 %, пограничный – у 93,3 % и у 3,3 % – низкий. Х-ЛПНП превышал референтные границы у 10,0 % лиц (у 3,3 % был пограничный и у 6,7 % – высокий). Триглицериды превышали норму у 1 человека.

Общий белок был снижен у 1 обследованного, еще у троих был на уровне нижней границы нормы. Мочевая кислота превышала референтные границы у 13,3 %, еще у 16,7 % этот уровень приближался к ее верхней границе. У 1 человека превышала норму мочевина.

АлАТ и АсАТ были в пределах референтных границ (табл. 5). Однако индивидуальные значения выявили отклонения от нормы: повышение АлАТ – у 10,0 %, АсАт – у 23,3 %, ЛДГ был повышен у 1 обследованного. КК-МВ (изоформа фермента креатинкеназы, участвующей в энергетическом обмене клеток, в частности сердечной мышцы) был повышен у 11 человек (36,7 %), достигая 26,0–89,0 ед. (39,36 ± 5,5 ед.). Еще у 4 человек (13,3 %) этот уровень был на уровне верхней границы нормы. Глюкоза оставалась в референтных границах.

Определение кортизола показало, что он в целом по группе наблюдения был на уровне верхней референтной границы (табл. 6). При оценке индивидуальных показателей оказалось, что у половины обследованных лиц уровень кортизола достигал 735,0–997,0 нмоль/л, т. е. превышал норму от 5 до 42 %. Еще у 46,7 % кортизол был в верхней зоне границы нормы (от 524,0 нмоль/л) и лишь у 1 человека был в нижней зоне границы нормы (339,0 нмоль/л). Уровень тестостерона у 1 обследованного был ниже нормы, еще у 20,0 % – у нижней границы нормы. Эритропоэтин не выходил за границы нормы, но у 23,3 % был в нижней зоне.

Среди лиц группы наблюдения у 26,7 % тропонин-1 превышал границы нормы, достигая 0,14 нг/мл (табл. 6). Еще у 50,0 % уровень белка был в пределах верхней зоны границы. Миоглобин выше уровня нормы был выявлен у 1 человека.

Обсуждение. Для оценки реакции организма на внешние воздействия широко используются интегральные показатели, которые могут свидетельствовать состоянии органов и систем, а также адаптационных реакций организма. Они позволяют оценивать приспособительные возможности организма, проводить донозологическую диагностику для планирования и проведения профилактических и оздоровительных мероприятий [22]. Физическая нагрузка вызывает немедленную реакцию различных систем органов: гипоталамо-гипофизарной и симпатико-адреналовой, мышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной. Опасные последствия этих нагрузок можно профилактировать на основе данных информативных биохимических критериев, которые наиболее полно могут охарактеризовать состояние организма при физической нагрузке. Они позволяют определять функциональное состояние организма, выявлять донозологические сдвиги в состоянии здоровья [23][24].

Наблюдаемая группа студентов была физически развита, имела удовлетворительные функциональные возможности дыхательного аппарата. Преобладание тонуса парасимпатического отдела нервной системы свидетельствовало об их удовлетворительной адаптации к занятиям спортом [25].

Однако более чем у половины обследуемых здоровье по ИФИ оценивалось как «состояние функционального напряжения». Это подтверждали данные оценки сердечно-сосудистой системы. В частности, КВ был в пределах верхней границы нормы, а у двоих из тридцати человек превышал 16 единиц, что указывало на неадекватное влияние нагрузок на данную систему. На это же указывала и целевая ЧСС: при необходимой 156,4 уд./мин она практически достигала 170 уд./мин. Показатели гемодинамики при нагрузке и восстановлении свидетельствовали об удовлетворительной реакции на нее. Вместе с тем после отдыха у 13,3 % лиц был повышен КЭК, что указывало на развитие утомления при тренировках. КК-МВ у половины обследованных был на уровне верхней границы нормы или превышал ее (у некоторых превышение достигало 3,5 раза). У третьей части лиц группы наблюдения был превышен тропонин-1. Известно, что изофермент КК-МВ является маркером повреждения мембран сердечной мышцы и утомления [26]. Повышение тропонина и ККМВ рассматривается как транзиторная реакция на физическую нагрузку и используется для оценки мышечной реакции на нее [27]. Повышенный миоглобин определен у одного человека и является маркером мышечной травмы [28].

Отмечен рост АсАТ у 23,3 % обследованных, у одного была повышена ЛДГ. Исследователи считают, что повышение уровня данных маркеров не должно напрямую расцениваться как повреждение сердца, но может явиться признаком нарушения его адаптивных регуляций к нагрузке [29].

Литературные данные свидетельствуют о возможных изменениях в липидном обмене при физических нагрузках [22]. В нашем случае Х-ЛПВП был пограничный у 93,3 % и у 3,3 % низкий. Х-ЛПНП у 3,3 % был пограничный и у 6,7 % высокий. ХО у 16,7 % оценивался как пограничный и еще у 3,3 % как высокий. Активизация метаболизма жиров, вероятно, вызвана повышением кортизола, который вызывает мобилизацию липидов и жирных кислот для усиления энергетических расходов организма. Действительно, у 96,7 % уровень кортизола был в верхней зоне границы нормы или превышал ее до 42,0 % [30]. Тестостерон, наоборот, у 23,3 % был в нижней зоне нормы или ниже. Это свидетельствовало о превалировании катаболизма в обмене нутриентов. Кроме того, кортизол свидетельствовал о состоянии стресса у половины обследованных лиц [31].

Определены изменения белкового обмена, в частности понижение уровня общего белка у 13,3 % обследованных, рост мочевой кислоты у 30,0 %, мочевины. Это также указывало на усиление катаболизма белка [32].

Повышенное и высокое содержание эритроцитов в крови у 30,0 % студентов свидетельствовало о значительных нагрузках на организм или обезвоживании [21]. Повышение физической активности, то есть повышение потребности тканей в кислороде, вызывало усиление синтеза эритроцитов. С другой стороны, эритроциты, а также недостаточный у 26,6 % наблюдаемых ферритин, снижение белка могли свидетельствовать о дефиците железа и развития ранней стадии анемии [21]. О неадекватной реакции эритропоэза на повышение потребности тканей в кислороде указывал эритропоэтин, находящийся у 23,3 % в нижней зоне нормы, и сниженный белок [33]. Это указывало на вероятную качественную неадекватность питания наблюдаемых студентов.

Как известно, после периода отдыха (12–16 часов) биохимические показатели, отражающие состояние органов и систем организма, возвращаются в норму. В случае их недовосстановления можно говорить о неадекватности нагрузок. То есть в нашем случае у значительной части лиц, привлеченных к любительскому спорту, были выявлены донозологические изменения. Это доказывает, что для профилактики неадекватной реакции организма студентов при значительных нагрузках необходимо проведение врачебно-педагогического наблюдения на этапах спортивной подготовки, а также врачебное сопровождение с проведением скрининг-исследований, а при необходимости – и биохимического обследования. Вероятной является оценка адекватного питания студентов при активном занятии спортом.

Выводы

1. При занятиях любительским спортом физическая активность студентов оценивалась как высокая (тяжелый труд). В организме превалировали катаболические процессы, наличие состояния стресса подтверждал превышающий норму у 50,0 % кортизол.

2. О неадекватности нагрузок свидетельствовали: индекс функциональных изменений (у 57,7 % адаптация в состоянии функционального напряжения); реакция сердечно-сосудистой системы (КВ, ЧСС, КЭК, КК-МВ, тропонин-1, АлАТ, ЛДГ); усиление эритропоэза; гормональные сдвиги (кортизол, тестостерон); изменения в метаболизме белков (общий белок, мочевина, мочевая кислота), жиров (холестерин общий, Х-ЛПВП, Х-ЛПНП) и гормонов (кортизол, тестостерон); признаки ранней стадии анемии (эритроциты, белок общий, ферритин).

3. Использование методологии оценки функционального состояния организма по интегральным и биохимическим критериям в период отдыха после нагрузок позволяет проводить донозологическую диагностику и профилактику нарушений здоровья при занятиях активным спортом.