Geum.ru
   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии

На правах рукописи

ПЫЛАЕВА ИРИНА ЛЕОНИДОВНА

АДАПТАЦИЯ СИСТЕМ КРОВООБРАЩЕНИЯ И ИММУНИТЕТА К СЕЗОННЫМ УСЛОВИЯМ СРЕДЫ И ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ У КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ

03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Челябинск - 2012 Диссертация выполнена в ФГБОУ ВПО Уральский государственный университет физической культуры

Научный консультант: доктор биологических наук, доцент Колупаев Виталий Анатольевич

Официальные оппоненты: Гавриш Татьяна Валентиновна доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВПО Челябинский государственный педагогический университет Елисеев Евгений Вадимович доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой спорта, туризма и двигательной рекреации ФГБОУ ВПО Южно-Уральский государственный университет

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Сибирский государственный университет физической культуры и спорта, г. Омск

Защита состоится л 6 апреля 2012 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.03 при ФГБОУ ВПО Челябинский государственный педагогический университет по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 69, конференц-зал (ауд. 116).

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГБОУ ВПО Челябинский государственный педагогический университет.

Автореферат разослан л 2 марта 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, П.А. Байгужин кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Как известно, организм человека, помимо адаптации к физическим нагрузкам, непрерывно осуществляет приспособительные реакции к воздействию разнообразных факторов и условий среды, таких как: психогенные стрессорные ситуации Бодров В.А., 2000, изменения алиментарного состава воды и рациона питания, высотная гипоксия, погодная и сезонная динамика условий внешней среды и др.

[Агаджанян Н.А. и соавт., 1998; Матюхин В.А., Разумов А.Н., 1999 и др.]. В этой связи актуальным является изучение закономерностей адаптации организма к воздействию нескольких биотропных факторов [Викулов А.Д., 1997; Матюхин В.А., Разумов А.Н., 1999; Колупаев В.А., 2009;

юбошенко Т.М., 2011 и др.].

Эффект адаптации организма спортсменов к физическим нагрузкам существенно зависит от деятельности систем кровообращения и иммунитета [Хрущев С.В., Левин М.Я., 1991; Исаев А.П., 1993; Дятлов Д.А., 1996; Сашенков С.Л., 1999; Фомин Н.А., 2003]. Вместе с тем, приспособительные изменения состояния системы кровообращения при адаптации к физическим нагрузкам в процессе регулярных тренировок в разнообразных условиях внешней среды в доступной литературе не отражены и требуют дальнейшего изучения.

С другой стороны, известно, что адаптация организма при стрессорных воздействиях различных факторов среды во многом определяется состоянием иммунной системы [Гаркави Л.Х. и соавт., 1990; Pedersen B.K., Hoffman-Goets L., 2000; Першин Б.Б., 2003; Афанасьева И.А., 2007]. Клетки иммунной системы и гуморальные вещества помимо поддержания генетического постоянства гомеостаза организма [Ярилин А.А., 1999;

Тихомирова С.В., 2007 и др.] и защиты от инфекционных агентов [Хаитов Р.М.

и соавт., 1995; Эберт, Л.Я. и соавт., 2004; Земсков А.М. и соавт., 2005] осуществляют регуляторные функции Долгушин И.И., Бухарин О.В., 2001 и оказывают модулирующее влияние на деятельность вегетативных систем организма Черешнев В.А. и соавт., 2002; Корнева Е.А., 2003 и др.. Вместе с тем, механизмы участия клеток иммунной системы и синтезируемых ими гуморальных веществ в обеспечение процесса адаптации организма и системы кровообращения к физическим нагрузкам в процессе тренировочной деятельности, осуществляющейся в различных условиях внешней среды, во многом остаются гипотетичны и требуют углубленного изучения.

Таким образом, не вызывает сомнений, что функциональное состояние спортсменов зависит не только от адаптации к физическим нагрузкам, но и обусловлено совокупностью приспособительных реакций на действия экологических, техногенных и социальных факторов. Поэтому управление спортивной подготовкой только с учетом эффектов адаптации к физической нагрузке и без учета таковых в отношении других биотропных факторов не может обеспечить необходимого и достаточного уровня надежности направленной регуляции функционального состояния спортсменов.

Цель исследования: выявить особенности приспособительных изменений в деятельности систем кровообращения и иммунитета у спортсменов в зависимости от сезонных условий среды при адаптации к аэробным физическим нагрузкам.

Задачи исследования:

1. Выявить адаптивные изменения показателей телосложения у спортсменов в зависимости от условий внешней среды и структуры двигательной деятельности лыжников-гонщиков и представителей спортивной ходьбы.

2. Определить особенности кровообращения у лыжников-гонщиков и представителей спортивной ходьбы в зависимости от условий среды при адаптации к аэробным физическим нагрузкам.

3. Сравнить показатели состояния иммунной системы у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года.

4. Изучить закономерности динамики в цикле года показателей системы крови и иммунитета у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением двигательной деятельности.

5. Определить взаимосвязь показателей состояния системы иммунитета с характеристиками кровообращения у спортсменов в зависимости от условий среды при адаптации к аэробным физическим нагрузкам.

Научная новизна. Впервые у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением мышечной деятельности выявлены различия взаимосвязи показателей иммунной системы с параметрами кровообращения в зависимости от сезонных условий внешней среды при выполнении физической работы.

Впервые выявлено, что у спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности удельный вес тела, величина которого существенно определяет ранг квалификации лыжников и ходоков, у первых связан с уровнем системной гемодинамики посредством корреляций с показателями состояния кровеносных сосудов, а у вторых - с показателями, отражающими активность механизмов вегетативной регуляции деятельности миокарда.

Установлено, что более чем в 50% случаев у спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности отмечались ниже нормы значения фагоцитарной активности нейтрофилов, активности комплемента и содержания IgG в сочетании с уровнем НСТ-теста нейтрофилов, концентрации циркулирующих иммунных комплексов и содержания IgM, превышающих норму.

Показано, что вне зависимости от динамики аэробных физических нагрузок в цикле года у лыжников и ходоков отмечались однотипные колебания по сезонам среднего уровня содержания гемоглобина и СОЭ, лизосомальной и НСТ-активности нейтрофилов, концентрации IgА в крови и циркулирующих иммунных комплексов, а также активности комплемента.

Кроме того, удельный вес тела спортсменов обеих групп положительно связан со значением цветового показателя, СОЭ и уровнем индуцированного НСТ-теста нейтрофилов. Уровень сердечного индекса у лыжников и ходоков положительно связан с содержанием IgА в крови, ЧСС - с содержанием IgМ, а значения систолического объема крови - с количеством эозинофилов.

Впервые показано, что процесс адаптации к аэробным физическим нагрузкам осенью и зимой опосредует положительную связь сердечного индекса в состоянии покоя с содержанием CD25, CD34 и CDHLA-DR-лимфоцитов и отрицательную - с уровнем палочкоядерных нейтрофилов, а при адаптации к таковым весной и летом значения ЧСС у спортсменов положительно связаны с величиной CD16- и CD95-лимфоцитов. При этом состояние вегетативной регуляции сердечной деятельности у лыжников отрицательно связано с содержанием моноцитов в периферической крови, а у ходоков положительно - с содержанием гемоглобина в крови. Кроме того, динамика аэробных физических нагрузок в цикле года оказывала модулирующее влияние на сезонный ритм содержания гемоглобина, количества тромбоцитов и моноцитов, уровень фагоцитарного числа нейтрофилов, содержание В-лимфоцитов и IgА в сыворотке крови.

Теоретическая и практическая значимость работы Выявленные особенности корреляционных связей между показателями иммунитета и характеристиками гемодинамики у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года представляют эмпирическую основу для изучения закономерностей модуляции иммунной системой механизмов регуляции кровообращения при воздействии на организм аэробных физических нагрузок и температурных условий внешней среды. Полученные данные о характере и параметрах динамики показателей состояния систем кровообращения и иммунитета у лыжников и ходоков под влиянием физических нагрузок и температурных условий внешней среды являются предпосылкой для выявления закономерностей регуляции ритма функционального состояния организма спортсменов в цикле года посредством коррекции уровня аэробных физических нагрузок.

Полученные результаты используются в курсе лекций по спортивной морфологии и физиологии спорта, а также в учебном процессе кафедр Теории и методики лыжного спорта и Теории и методики легкой атлетики ФГОУ ВПО Уральский государственный университет физической культуры. Результаты исследования внедрены в практику и используются тренерами для оптимизации спортивной подготовки квалифицированных лыжников и спортсменов, занимающихся спортивной ходьбой МУДОД СДЮШОР №5 по лыжным гонкам, СДЮШОР №1 и СДЮШОР №2 по легкой атлетике г. Челябинска.

Положения, выносимые на защиту:

1. У спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности в покое уровень гемодинамики и состояние механизмов регуляции кровообращения в значительной мере зависит от сезонных условий внешней среды, в которых осуществляется двигательная активность.

2. Деятельность системы кровообращения при адаптации к аэробным физическим нагрузкам в соответствии с условиями внешней среды у лыжников-гонщиков опосредована усилением системной гемодинамики за счет изменения состояния кровеносных сосудов, а у представителей спортивной ходьбы связана с особенностями вегетативной регуляции миокарда.

3. Вне зависимости от динамики аэробных физических нагрузок в цикле года у лыжников и представителей спортивной ходьбы отмечались однотипные колебания по сезонам большинства показателей системы крови и иммунитета.

4. Адаптация организма к сезонным условиям среды и аэробным физическим нагрузкам у лыжников-гонщиков сопровождалась активацией механизмов приобретенного иммунитета, а у представителей спортивной ходьбы - врожденным иммунитетом.

5. Взаимосвязь систем кровообращения и иммунитета у спортсменов при адаптации к аэробным физическим нагрузкам в соответствии с условиями среды у лыжников-гонщиков определяется корреляцией параметров кровообращения с показателями иммунореактивности, а у представителей спортивной ходьбы - с состоянием факторов неспецифической резистентности.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научно-практических конференциях УраГУФК (Челябинск, 2005-2007), II Международной научно-практической конференции ЧГПУ Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды (Челябинск, 2008), XI Всемирном конгрессе РУДН Здоровье и образование в XXI веке (Москва, 2010); IX Российской конференции иммунологов Урала (Челябинск, 2011), Российской научно-практической конференции Медикосоциальные аспекты формирования вторичных иммунодефицитных состояний у жителей Южно-Уральского региона (Оренбург, 2011).

Публикации. Материалы диссертационного исследования представлены в 12 публикациях, из них 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 146 источников отечественной и 45 зарубежной литературы.

Текст иллюстрирован 21 таблицей и 14 рисунками.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ В течение трех лет было обследовано 2 группы спортсменов в количестве 114 человек в возрасте 16-25 лет. Первую группу составили лыжники-гонщики (n=68), вторую группу - спортсмены, занимающиеся спортивной ходьбой (лходоки, n=46). Обследуемый контингент включал спортсменов, имеющих квалификацию от перворазрядников до мастеров спорта международного класса. Исследование спортсменов обеих групп проводили в одни и те же сроки: осенью, зимой, весной и летом.

Изучение соматометрии у спортсменов проводили на кафедре Теории и методики лыжного спорта. Исследование кровообращения осуществляли в лаборатории функциональной диагностики кафедры спортивной медицины и реабилитации УраГУФК. Изучение показателей системы крови и иммунитета проведено на базе НИИ иммунологии ГБОУ ВПО Челябинская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития РФ.

Исследования проводили натощак в утреннее время с 8.30 до 11.часов. Сначала производили забор крови у спортсменов, затем измеряли обхваты частей тела и определяли толщину кожно-жировых складок. На завершающем этапе определяли состояние показателей кровообращения.

Число наблюдений показателей телосложения, кровообращения и иммунитета у спортсменов представлены в таблице 1.

Таблица Количество наблюдений показателей соматометрии, кровообращения и иммунитета у спортсменов по этапам наблюдения Морфофункциональные Группы Этапы наблюдений Всего показатели спортсменов осень зима весна лето лыжники 12 12 10 10 Соматометрия ходоки 6 6 5 5 Состояние лыжники 12 17 17 22 кровообращения ходоки 10 14 11 11 Состояние системы лыжники 6 6 6 8 крови и иммунитета ходоки 6 6 5 5 Условия включения: в обследовании принимали участие практически здоровые спортсмены, занимающиеся ходьбой и лыжными гонками не менее четырех лет, имеющие спортивную квалификацию не ниже первого разряда.

Условия исключения: обследование проводилось не ранее чем через 8-часов после физической нагрузки у спортсменов с отсутствием признаков заболеваний и острых респираторно-вирусных инфекций.

Методы исследования Показатели соматометрии у спортсменов определяли по общепринятой методике (Мартиросов Э.Г, 1982). Исследование показателей гемодинамики проводили при помощи метода биоимпедансной реографии (Астахов А.А., 1996) с использованием компьютерной системы Кентавр - II PC фирмы Микролюкс (Челябинск). При этом изучение гемодинамики у спортсменов проводили в положении лежа в условиях относительного покоя.

Интерпретацию вариабельности сердечного ритма на протяжении 5кардиоциклов осуществляли по рекомендациям Вейна А.М., (2000).

Содержание эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов в крови определяли посредством общеклинических методов исследования в счетной камере Горяева. Концентрацию гемоглобина определяли на спектрофотометре стандартным цианметгемоглобиновым методом. Лейкограмму рассчитывали в сухих мазках крови, окрашенных по Лейшману. Цветовой показатель определяли по общепринятой формуле в относительных единицах. При изучении состояния системы иммунитета у спортсменов выделение популяций лейкоцитов из периферической крови осуществляли центрифугированием на двойном градиенте фиколл-верографина. Изучение фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови проводили на модели поглощения частиц монодисперсного полистирольного латекса (Фрейдлин И.С. и соавт., 1976), а лизосомальной активности нейтрофилов - посредством суправитального окрашивания акридиновым оранжевым (Фрейдлин И.С. и соавт., в модификации Эберт Л.Я. и соавт., 1983). Изучение внутриклеточного кислородзависимого метаболизма фагоцитов проводили посредством НСТ-теста (Park B.H., Fikring S., 1968; Маянский А.Н., Галлиулин А.Н., 1984). Определение содержания иммуноглобулинов A, G, M в сыворотке осуществляли методом радиальной иммунодиффузии в геле (Mancini G. et al., 1965 в модификации Тихомирова А.А., 1977), а размеров циркулирующих иммунных комплексов осуществлялось по методике Гашковой В.Г. и соавт., 1978. Уровень гемолитической активности комплемента осуществляли методом титрования по 50% гемолизу взвеси эритроцитов барана. Изучение содержания CD-субпопуляций лимфоцитов в крови проводили по методике иммунофенотипирования с использованием моноклональных антител серии ИКО (Медбиоспектр, г. Москва).

Методы статистической обработки Полученные материалы исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием общепринятых описательных статистик (среднего арифметического, стандартного отклонения, ошибки среднего арифметического), рассчитываемых посредством компьютерных программ Microsoft Excel и STATISTICA 6.0. (Боровиков В.П., 2003). Достоверность межгрупповых различий определяли на основе критерия Манна-Уитни, а значимость динамики внутригрупповых показателей - на основе t-критерия Стьюдента для зависимых выборочных данных. С целью определения взаимосвязи показателей состояния системы иммунитета с характеристиками кровообращения у спортсменов был использован корреляционный анализ рангового коэффициента корреляций Спирмена.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Результаты сравнения показателей соматометрии у лыжников и ходоков представлены в таблице 2. Как видно из этих данных, у лыжников отмечались более высокие значения массы и площади тела, а также индекса Кетле по сравнению с ходоками. Кроме того, в отличие от ходоков у них наблюдались большие значения жирового и тощего компонентов массы тела, величина которого была выше за счет больших значений мышечной массы.

Несмотря на различия абсолютных показателей тощей, жировой и мышечной массы, средние значения удельного веса тела у лыжников и ходоков не имели достоверных различий. Вместе с тем, в каждой из исследуемых групп удельный вес тела коррелировал с рангом спортивной квалификации, что позволяет рассматривать его индивидуальные значения как интегральный показатель структурных адаптивных изменений телосложения спортсменов под влиянием локомоций и условий их осуществления.

Таблица Морфологические показатели телосложения лыжников-гонщиков и ходоков лыжники ходоки № Показатели (n=45) (n=24) Р п/п телосложения X m X m 1. Длина тела, м 180,641,30 178,580,92 >0,2. Масса тела, кг 71,481,15 65,40,77 <0,03. Площадь тела, м2 1,920,02 1,850,01 <0,4. Удельный вес тела, г/мл 1,060,01 1,060,01 >0,5. Тощая масса, кг 63,470,97 58,360,66 <0,06. Содержание тощей массы, % 88,890,35 89,110,34 >0,7. Жировой компонент, кг 8,010,32 7,240,24 <0,8. Содержание жира, % 11,110,35 10,970,33 >0,9. Мышечная масса, кг 34,260,78 30,851,11 <0,10. Содержание мышечной массы, % 47,940,87 47,041,37 >0,11. Индекс Кетле, усл. ед. 396,634,73 366,663,12 <0,0При этом у спортсменов отмечались различия корреляций показателей телосложения и удельного веса тела, отражающие отрицательную зависимость последнего у лыжников с содержанием жировой массы, а у ходоков - с величиной мышечной массы. Вероятно, отмеченные различия корреляций связаны с сезонной особенностью энергообеспечения сократительной деятельности миокарда, которое зимой осуществляется за счет липолиза, а летом - посредством гликолиза (Бреус Т.К. и соавт., 2002).

Результаты сравнения показателей кровообращения у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением двигательной деятельности при разных условиях внешней среды представлены в таблице 3.

По результатам проведенного исследования можно заключить, что уровень показателей кровообращения у обследованных лыжников и ходоков в целом не отличался от данных, полученных другими исследователями при наблюдении квалифицированных спортсменов с преимущественно аэробным механизмом энергообеспечения двигательной активности [Васильева В.В., 1975; Карпман В.Л., 1987; Дембо А.Г., 1991]. У ходоков в отличие от лыжников-гонщиков отмечались более высокие значения сердечного и систолического индекса. При этом у лыжников-гонщиков уровень значений частоты сердечных сокращений, систолического и среднединамического артериального давления, удельного периферического сопротивления сосудов, а также мощности спектра высокочастотных волн был выше, чем у ходоков.

Таблица Сравнение показателей кровообращения у лыжников-гонщиков и ходоков лыжники ходоки № Показатели (n=68) (n=46) Р п/п кровообращения X m X m Сердечный индекс, 1. 2,590,10 2,910,12 <0,л/мин/мСистолический индекс, <0,02. 45,082,17 54,712,мл/мЧастота сердечных 3. 59,281,17 54,671,39 <0,сокращений, уд/мин Систолическое давление, 4. 122,871,36 118,241,41 <0,мм рт. ст.

Диастолическое давление, 5. 76,401,03 73,701,06 >0,мм рт. ст.

Среднее динамическое 6. 95,911,01 92,400,98 <0,давление, мм рт.ст.

Удельное периферическое 7. 41,361,68 34,171,50 <0,сопротивление, усл.ед.

Вегетативный индекс 8. - 32,002,98 - 38, 453,77 >0,Кердо, усл. ед.

Высокочастотные волны, 9. 43,1913,64 19,758,95 <0,м/сНизкочастотные 10. 26,0510,52 19,549,83 >0,волны, м/сОчень низкочастотные 11. 7,532,61 3,461,40 >0,волны, м/сКроме того, если удельный вес тела в группе лыжников коррелировал с величиной сердечного индекса и с уровнем показателей состояния кровеносных сосудов, то в группе ходоков - с величиной ЧСС и с уровнем показателей, отражающих состояние регуляции сердечной деятельности.

Вероятно, адаптивные особенности телосложения, определяющие эффективность аэробной мышечной деятельности в зависимости от условий внешней среды, у лыжников связаны с характеристиками функционирования сосудов, а у ходоков - с показателями деятельности миокарда.

Далее мы провели изучение динамики показателей кровообращения по сезонам. Как видно из рисунка 1, летом и осенью значимых межгрупповых различий сердечного индекса мы не отмечали. При этом зимой и весной значения сердечного индекса у лыжников были достоверно ниже (Р<0,05), чем у ходоков. Кроме того, у лыжников зимой и весной значения сердечного индекса существенно снижались по сравнению с таковыми осенью.

л/мин/м 3,* * 2, лыжники Ро-з<0, ходоки 1,Ро-в<0,0,О З В Л Рис. 1. Динамика средних значений сердечного индекса у лыжников и ходоков по сезонам Условные обозначения: * - достоверные межгрупповые различия;

<0,05 - достоверные внутригрупповые Ро; з; в; л различия между соответствующими сезонами;

о-осень, з-зима, в-весна, л-лето.

Средний уровень ЧСС у спортсменов обеих групп существенно не изменялся в цикле года. При этом средние значения систолического индекса (рис. 2) у ходоков весной и летом были выше, чем у лыжников (Р<0,01 и Р<0,05 - соответственно). Изменения уровня СОК так же, как и динамика значений сердечного индекса, в группе лыжников характеризовались достоверным повышением осенью по сравнению с зимой и весной (Р<0,05).

мл/м * * лыжники ходоки Р<0,о-в Ро-з<0,О З В Л Рис. 2. Динамика систолического индекса у лыжников и ходоков по сезонам Результаты изучения динамики среднединамического артериального давления у спортсменов представлены на рисунке 3. Как видно из этого рисунка, зимой уровень среднединамического давления у лыжников был значительно выше, чем у ходоков (Р<0,05). При этом у лыжников уровень среднединамического давления осенью был ниже, чем в другие сезоны.

1мм рт.ст.

* 1 лыжники ходоки Ро-з<0,Ро-в<0,Ро-л<0,О З В Л Рис. 3. Изменения уровня среднединамического давления у спортсменов (Условные обозначения: см. рис. 1) Данные о динамике средних значений УПСС у спортсменов представлены на рисунке 4. Как следует из этих данных, средний уровень удельного периферического сопротивления сосудов зимой и летом у лыжников-гонщиков был значительно выше, чем у ходоков ( Р<0,05).

усл.ед.

* * лыжники ходоки Ро-з<0,Ро-в<0,Ро-л<0,О З В Л Рис. 4. Динамика средних значений удельного периферического сопротивления сосудов у лыжников и ходоков Таким образом, анализ динамики показателей кровообращения у спортсменов в цикле года показал, что у лыжников-гонщиков наблюдались более выраженные колебания по сезонам показателей сердечного и систолического индекса, чем у ходоков. Кроме того, у лыжников отмечались более выраженные, чем у ходоков, изменения среднего уровня удельного периферического сопротивления сосудов и среднединамического артериального давления. Очевидно, относительные стабильные условия среды при осуществлении двигательной активности в спортивной ходьбе обеспечивали отсутствие значимых изменений уровня среднединамического давления и удельного периферического сопротивления сосудов у ходоков в цикле года, тогда как сезонные изменения условий среды при осуществлении таковой в лыжных гонках обусловливают регуляцию уровня системной гемодинамики посредством изменения тонуса и эластичности сосудов.

Поскольку эффективность адаптации организма при разнообразных стрессорных воздействиях во многом определяется состоянием иммунной системы, то на следующем этапе нашей работы мы изучили состояние и динамику показателей системы крови и иммунитета у спортсменов. Так средний уровень относительного содержания Лф и палочкоядерных Нф у спортсменов обследованных групп был низким, а содержания Мн - высоким, по сравнению с нормативными значениями. Некоторое снижение содержания Лф в крови характерно в случае стрессорных физических нагрузок вследствие активации симпатоадреналовой системы [Гаркави Л.Х. и соавт., 1991]. При этом низкое содержание палочкоядерных Нф у обследованных свидетельствует о том, что уровень применяемых физических нагрузок соответствовал адаптационным возможностям организма спортсменов. Повышенный уровень содержания Мц у обследованных спортсменов, вероятно, связан с активным участием этой популяции лейкоцитов в механизмах стимуляции эритропоэза под влиянием аэробных физических нагрузок [Захаров Ю.М., 2003].

В 74% случаев у спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности отмечались низкие значения активности фагоцитоза Нф. При этом уровень активности и интенсивности спонтанного НСТ-теста Нф у 66% и 84% обследованных, соответственно, был выше нормы. В 50% случаев у обследованных спортсменов отмечали низкий уровень содержания Лф, несущих Т-клеточный маркер. Среди обследованных спортсменов в 96% случаев отмечали низкие значения содержания IgG и высокий уровень IgM. У 80% обследованных спортсменов активность комплемента была ниже нормы.

При изучении показателей состояния системы крови и иммунитета у спортсменов с аэробным энергообеспечением двигательной деятельности было установлено, что средний уровень характеристик периферического отдела эритрона, лейкограммы, фагоцитарной и лизосомальной активности Нф, относительного содержания CD3, CD4, CD8, CD11b, CD16, CD20, CD25, CD34, CD56, CD95-лимфоцитов, уровня IgA, IgG и IgM, общей активности комплемента и содержания ЦИК у лыжников и ходоков не имел существенных различий. Вместе с тем, у лыжников уровень активности и интенсивности спонтанного НСТ-теста Нф и относительного содержания CDHLA-DR-лимфоцитов был выше, а содержания тромбоцитов - ниже, чем у ходоков. Кроме того, количество наблюдений с низким уровнем фагоцитарного числа Нф, интенсивности индуцированного НСТ-теста и активности комплемента у лыжников было значительно ниже, чем у ходоков.

Результаты сравнения динамики исследуемых показателей состояния систем крови и иммунитета у лыжников-гонщиков и ходоков представлены на рисунках 5-12. Так, у спортсменов обеих групп независимо от условий среды при осуществлении двигательной деятельности и разной динамики аэробных физических нагрузок в цикле года средний уровень содержания гемоглобина и СОЭ, активности и интенсивности фагоцитоза Нф, лизосомальной активности и уровня индуцированного НСТ-теста этих клеток, общей активности комплемента и величины ЦИК, а также содержания CD25- и CD56-лимфоцитов в крови характеризовался синфазными колебаниями по сезонам. Содержание гемоглобина у лыжников и ходоков значительно увеличивалось осенью по сравнению с весной и летом (Р<0,05), а СОЭ у спортсменов этих групп зимой была ниже, чем весной (Р<0,05).

Содержание клеток, несущих маркеры ранней активации CD25, у обследованных спортсменов уменьшалось летом, а уровень ЦИК у них увеличивался зимой. Активность комплемента у спортсменов обеих групп снижалась весной. Результаты изучения динамики показателей активности фагоцитоза, лизосомальной активности и индуцированного НСТ-теста Нф у лыжников-гонщиков и ходоков представлены на рисунках 5-7.

* * * % * * * осень Ро-з<0,зима Ро-в<0,05 Ро-в<0,весна 20 Рз-в<0,05 Рз-в<0,Ро-л<0,05 Ро-л<0,лето Рз-л<0,01 лыжники ходоки Рис. 5. Динамика средних значений активности фагоцитоза нейтрофилов у лыжников-гонщиков и ходоков (Условные обозначения: см. рис. 1) Как видно из данных, представленных на рисунке 5, активность фагоцитоза Нф у лыжников-гонщиков и ходоков снижалась зимой, очевидно, ввиду снижения текучести мембраны из-за мобилизации липидов для обеспечения поддержания уровня сократительной деятельности миокарда и увеличения теплопродукции в организме.

Активность индуцированного НСТ-теста Нф у лыжников-гонщиков и ходоков увеличивалась летом (рис. 6), очевидно, вследствие повышения содержания энергетических субстратов в клетках в результате снижения интенсивности теплопродукции. Синфазные изменения индуцированного НСТ-теста Нф у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года позволяют полагать, что общие тенденции колебаний уровня этого показателя у лыжников-гонщиков и ходоков обусловлены не напряженностью адаптационных реакций к физическим нагрузкам, а связаны с изменением активности приспособительных механизмов к условиям среды.

% осень зима Рз-в<0,а весна то Ро-з<0,лето Рв-л<0,Рв-л<0,Ро-л<0,1 лыжники ходоки Рис. 6. Динамика средних значений индуцированного НСТ-теста нейтрофилов у лыжников-гонщиков и ходоков Результаты динамики лизосомальной активности Нф у спортсменов представлены на рисунке 7. Как видно из этих данных, средний уровень лизосомальной активности Нф у спортсменов обеих групп достоверно повышался осенью. При этом наибольшее число спортсменов с высокими значениями содержания лизосомальных ферментов в Нф также существенно увеличивалось в осенний период, вероятно вследствие сезонного увеличения экзогенной антигенной агрессии, прежде всего, через слизистые желудочнокишечного и дыхательного трактов.

4у.е.

4осень 3* зима 3осень Ро-з<0,01 Ро-з<0,зима 2* весна весна 200 Ро-в<0,05 лето Ро-в<0,1Рз-в<0,лето Рв-л<0,1Рз-л<0,05 Рз-л<0,1 лыжники ходоки Рис. 7. Динамика средних значений лизосомальной активности нейтрофилов у лыжников-гонщиков и ходоков (Условные обозначения: см. рис. 1) Напротив, динамика содержания CD56-лимфоцитов в цикле года у спортсменов обеих групп (рис. 8) характеризовалась существенным снижением осенью по сравнению с другими сезонами. Можно полагать, что осенью уменьшение содержания CD56-лимфоцитов у практически здоровых спортсменов связано не со снижением числа этих клеток, поступающих в циркуляцию, а обусловлено более интенсивной миграцией их в ткани.

Таким образом, можно полагать, что адаптационные реакции системы крови и иммунитета в ответ на сезонные изменения условий внешней среды зимой у спортсменов с преимущественно аэробным энергообеспечением мышечной деятельности характеризовались повышением содержания гемоглобина и циркулирующих иммунных комплексов на фоне снижения фагоцитарной активности Нф и СОЭ. Весной изменения иммунного статуса у спортсменов сопровождались снижением гемолитической активности комплемента, а летом - повышением уровня потенциальных возможностей кислородзависимых механизмов биоцидности Нф на фоне снижения содержания активированных Лф. Осенью у спортсменов обеих групп отмечалось снижение относительного содержания NK-лимфоцитов в сочетании с компенсаторным повышением лизосомальной активности Нф.

% 20 осень осень зима зима весна лето весна Ро-з<0,Ро-з<0,лето Ро-л<0,Ро-в<0,1 лыжники ходоки Рис. 8. Динамика средних значений содержания CD56-лимфоцитов у лыжников-гонщиков и ходоков Вместе с тем, динамика среднего уровня целого ряда исследуемых показателей, таких как: содержание моноцитов, фагоцитарное число (рис. 9) и интенсивность спонтанного НСТ-теста нейтрофилов, количество циркулирующих CD20- и CD34-лимфоцитов (рис. 10-11), а также содержание IgA (рис. 12) в периферической крови - в отдельные сезоны года у лыжниковгонщиков и ходоков характеризовалась противоположными изменениями.

Так среднее значение фагоцитарного числа нейтрофилов (рис. 9) у лыжников-гонщиков повышалось летом при низком уровне физических нагрузок, а у ходоков уровень поглотительной способности Нф в этот сезон снижался в связи с максимальным увеличением напряженности тренировочного процесса. Напротив, динамика интенсивности спонтанного НСТ-теста Нф в обеих группах характеризовалась повышением в период максимального объема аэробных физических нагрузок: у лыжниковгонщиков - зимой, а у ходоков - летом. Характер изменений количества циркулирующих Мн в крови в целом также соответствовал динамике уровня аэробных физических нагрузок в цикле года у спортсменов, у лыжниковгонщиков снижаясь весной по сравнению с зимой, а у ходоков - повышаясь.

у.е.

* осень осень * зима зима весна лето весна Рв-л<0,001 Рв-л<0,Рз-в<0,1 лето Рз-л<0,05 Рз-л<0,1 лыжники ходоки Рис. 9. Динамика средних значений фагоцитарного числа нейтрофилов у лыжников-гонщиков и ходоков Результаты исследования динамики содержания CD20-лимфоцитов в периферической крови спортсменов представлены на рисунке 10.

* % * * осень * осень зима зима * весна 15 лето весна Ро-в<0,05 Ро-в<0,Ро-з <0,05 Ро-з <0,лето Ро-л<0,05 Ро-л<0,1 лыжники ходоки Рис. 10. Динамика средних значений содержания CD20-лимфоцитов у лыжников-гонщиков и ходоков (Условные обозначения: см. рис. 1) Как видно из представленных данных, осенью в период значительного повышения уровня аэробных физических нагрузок содержание CD20лимфоцитов в периферической крови у лыжников-гонщиков снижалось, а у ходоков в этот сезон после перерыва в тренировках содержание Влимфоцитов повышалось.

Динамика содержания CD34-лимфоцитов в периферической крови у спортсменов также соответствовала основным тенденциям изменения уровня аэробных физических нагрузок в цикле года у лыжников-гонщиков и ходоков (рис.11). Так, летом при низком уровне физических нагрузок уровень содержания CD34-лимфоцитов у лыжников-гонщиков существенно повышался по сравнению с осенью и зимой, а у ходоков - значительно снижался.

* * % осень * зима осень зима * весна весна 8 лето Рз-л<0,05 Рз-л<0,лето 2 Ро-л<0,05 Ро-л<0,05 Рв-л<0,1 лыжники ходоки Рис. 11. Динамика средних значений содержания CD34-лимфоцитов у лыжников-гонщиков и ходоков Результаты изучения динамики содержания IgA в крови у спортсменов представлены на рисунке 12. Как видно из этих данных, у лыжников уровень IgA в крови снижался зимой, а у ходоков - весной и летом, в период наибольших по объему и интенсивности аэробных физических нагрузок.

2,г/л * * осень * * осень 1,зима зима весна Ро-в<0,05 Ро-в<0,лето весна Рз-л<0,Ро-з<0,лето 0,5 Ро-л<0,Рз-л<0,1 лыжники ходоки Рис. 12. Динамика средних значений содержания IgA у лыжников и ходоков Таким образом, адаптационные реакции системы иммунитета в ответ на хронические аэробные физические нагрузки в каждой из исследуемых групп независимо от сезона характеризовались снижением поглотительных способностей и с компенсаторным повышением интенсивности спонтанного НСТ-теста Нф, уменьшением числа моноцитов, В-лимфоцитов и стволовых кроветворных клеток, а также уровня IgA в периферической крови.

Изучение корреляций исследуемых показателей состояния иммунитета и кровообращения у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года показало, что в обеих группах значения сердечного индекса положительно связаны с абсолютным и относительным содержанием эозинофилов в крови и опосредовано - корреляцией последних с величиной СОК. Кроме того, МОК был положительно связан с содержанием IgA, а ЧСС - с уровнем содержания IgM в сыворотке крови. При этом следует отметить, что в каждой из обследованных групп индивидуальные значения показателя ЧСС отрицательно связаны с особенностью динамики уровня напряженности тренировочного процесса в цикле года у лыжников-гонщиков и ходоков.

Вместе с тем, у лыжников-гонщиков значения сердечного индекса положительно коррелировали с уровнем Лф в крови и с содержанием CD25+, CD34+, CD95+ и CDHLA-DR+-субпопуляций лимфоцитов, а также отрицательно связаны с количеством палочкоядерных Нф. Значения вегетативного индекса Кердо у них были отрицательно связаны с содержанием Мц. У ходоков уровень вегетативного индекса Кердо положительно связан с содержанием гемоглобина, а величина ЧСС у них положительно коррелировала с уровнем содержания CD16+ и CD95+-лимфоцитов в периферической крови.

Выводы 1. Средний уровень абсолютных значений тощей, жировой и мышечной массы у лыжников-гонщиков был выше, чем у ходоков, а удельный вес и доля компонентов массы тела не имели значимых межгрупповых различий, что отражает более высокий уровень анаболизма у первых, а катаболизма - у вторых. Значения удельного веса тела у лыжниковгонщиков и ходоков положительно связаны с рангом их спортивной квалификации. У лыжников-гонщиков удельный вес тела коррелировал с толщиной жировой складки на кисти и на щеке, а также с обхватом головы, шеи и ягодиц, а у ходоков - с количеством мышечной массы, обхватом грудной клетки на вдохе и периметром предплечий.

2. Показатели кровообращения в покое у представителей спортивной ходьбы характеризовались более высокими значениями сердечного и систолического индексов и более низким уровнем систолического и среднединамического давления, общего и удельного периферического сопротивления сосудов, а также частоты сердечных сокращений и мощности спектра высокочастотных волн, чем у лыжников-гонщиков.

Изменения системного кровообращения в покое у лыжников-гонщиков в цикле года обусловлены колебанием периферического сопротивления сосудов, а у ходоков - уровнем сердечной производительности.

3. У практически здоровых спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности в 50-74% случаев отмечались низкие значения фагоцитарной активности нейтрофилов, а в 66-84% случаев высокий уровень НСТ-активности нейтрофилов. У 96% обследованных спортсменов содержание IgM было повышено, а содержание IgG у такого же числа обследованных было ниже нормы. Концентрация циркулирующих иммунных комплексов в 44% случаев была выше нормы, а активность комплемента у 80% обследованных была низкой.

Спонтанная НСТ-активность нейтрофилов и содержание CDHLA-DRлимфоцитов у лыжников-гонщиков были значительно выше, а уровень тромбоцитов - ниже, чем у ходоков. Среди ходоков отмечалось достоверно большее (Р<0,05) число случаев с низкими значениями фагоцитарного числа нейтрофилов и большее число наблюдений с высоким уровнем интенсивности индуцированного НСТ-теста (Р<0,05).

4. У лыжников и ходоков вне зависимости от динамики аэробных физических нагрузок в цикле года содержание гемоглобина осенью было значительно выше, чем весной и летом, а скорость оседания эритроцитов весной достоверно повышалась по сравнению с зимой. Активность и интенсивность фагоцитоза нейтрофилов у спортсменов обеих групп снижалась зимой, а уровень лизосомальной активности этих клеток летом и осенью был значительно выше, чем зимой. Уровень активности индуцированного НСТ-теста нейтрофилов в группе лыжников и ходоков весной был значительно ниже, чем летом. Содержание CD25-лимфоцитов у них снижалось летом, а содержание CD56-клеток - осенью. Уровень активности комплемента у спортсменов обеих групп весной был ниже, чем зимой и летом, а концентрация циркулирующих иммунных комплексов у спортсменов зимой была существенно выше, чем осенью.

5. Особенности динамики аэробных физических нагрузок в цикле года оказывали значимое влияние на сезонный уровень ряда показателей системы крови и иммунитета у спортсменов, что проявлялось повышением содержания тромбоцитов в крови у ходоков летом и отсутствием зимой у них увеличения содержания гемоглобина. Весной у лыжников количество моноцитов в крови было ниже, чем осенью, а у ходоков - выше. Уровень фагоцитарного числа нейтрофилов у ходоков летом значительно снижался в сравнении с зимой и весной, а у лыжников - увеличивался. Содержание CD20-лимфоцитов у лыжников осенью было значительно ниже, чем в другие сезоны, а у ходоков - достоверно выше.

етом у лыжников-гонщиков наблюдалось увеличение содержания IgА в периферической крови по сравнению с зимой, а у ходоков - снижение концентрации этого класса иммуноглобулинов в сыворотке.

6. У спортсменов с аэробным энергообеспечением мышечной деятельности минутный объем крови положительно коррелировал с содержанием IgA, систолический объем крови положительно связан с содержанием эозинофилов, а уровень частоты сердечных сокращений - с содержанием IgM. У лыжников сердечный индекс положительно связан с содержанием CD25, CD34, CDHLA-DR-лимфоцитов и отрицательно - с содержанием палочкоядерных нейтрофилов, а уровень вегетативного индекса Кердо отрицательно взаимосвязан с содержанием моноцитов. У ходоков уровень частоты сердечных сокращений положительно коррелировал с содержанием CD16 и CD95 -лимфоцитов, а вегетативный индекс Кердо - с содержанием гемоглобина в крови.

7. Закономерности адаптации организма к сезонным условиям среды и аэробным физическим нагрузкам у лыжников-гонщиков обеспечивают взаимосвязь иммунной системы и кровообращения за счет механизмов иммунореактивности, а у ходоков взаимодействие этих систем осуществляется с участием механизмов неспецифической резистентности.

Список публикаций по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ 1. Пылаева, И.Л. Сравнение содержания CD-субпопуляций лимфоцитов в периферической крови у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года / И.Л. Пылаева, В.А. Колупаев // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2011. - № 2/2, (35). - С. 102-103.

2. Пылаева, И.Л. Сравнение уровня показателей состояния нейтрофилов и содержания иммуноглобулинов в крови у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок / И.Л. Пылаева // Вестник ЧГПУ. - 2011 - №8. - С.252-258.

3. Пылаева, И.Л. Взаимосвязь показателей кровообращения и иммунитета у спортсменов с разной динамикой аэробных физических нагрузок в цикле года / И.Л. Пылаева, В.А. Колупаев // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - №1. - Режим доступа: // www.

science - education. ru / 101-5500 - 02.02.2012.

Публикации в других изданиях 4. Пылаева, И.Л. Изменение показателей гемодинамики у спортсменов в процессе развития аэробной выносливости / И.Л. Пылаева // Спортивная тренировка, восстановительная медицина, образование, правовые и экономические аспекты физической культуры и спорта: сб.

науч. трудов молодых ученых УраГУФК. - Челябинск: УраГУФК, 2005. - Вып. 4. - С. 103-105.

5. Пылаева, И.Л. Морфологические показатели представителей циклических видов спорта / И.Л. Пылаева // Спортивная тренировка, восстановительная медицина, образование, правовые и экономические аспекты физической культуры и спорта: сб. науч. трудов молодых ученых УраГУФК. - Челябинск: УраГУФК, 2006. - С. 113-115.

6. Пылаева, И.Л. Морфологические показатели квалифицированных лыжников-гонщиков / И.Л. Пылаева // Профилактика, реабилитация и адаптация в медицине и спорте: материалы 8-ой областной научнопрактической конференции, посвященной 70-летию академика РАЕН, профессора Ф.И. Василенко. - Челябинск: УраГУФК, 2006. - С. 60-61.

7. Пылаева, И.Л. Показатели компонентов массы тела квалифицированных представителей циклических видов спорта / И.Л. Пылаева // Актуальные проблемы теории и методики физической культуры и восстановительной медицины: сб. науч. трудов молодых ученых УраГУФК. - Челябинск: УраГУФК, 2007. - Вып. 6. - С. 163-164.

8. Характеристики телосложения и свойств личности спортсменов с аэробным механизмом энергообеспечения двигательной деятельности / В.А. Колупаев, И.И. Долгушин, С.Л. Сашенков, Л.С. Борисова, И.Л. Пылаева // Актуальные вопросы оздоровления, спортивной и восстановительной медицины: сб. трудов, посвященный 60-летию врачебно-физкультурной службы РФ / ЧеГМА. - Челябинск, 2007. - С. 15-20.

9. Состояние показателей иммунного статуса у спортсменов различных специализаций / В.А. Колупаев, И.И. Долгушин, С.Л. Сашенков, И.Л. Пылаева, Е.К. Старикова // Российский иммунологический журнал. - 2008. - Т. 2 (11), № 2-3. - С. 178.

10. Сашенков, С.Л. Сравнение показателей кровообращения у лыжников и представителей спортивной ходьбы по сезонам / С.Л. Сашенков, И.Л. Пылаева, В.А. Колупаев // Материалы II-ой Международной научно-практической конференции Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды (Челябинск, 8-октября 2008 г.) / ЧГПУ. - Челябинск, 2008. - Т. 2. - С. 346-350.

11. Динамика состояния систем транспорта кислорода по сезонам года у спортсменов под влиянием анаэробных и аэробных физических нагрузок / В.А. Колупаев, С.Л. Сашенков, О.В. Журило, И.Л. Пылаева // Актуальные вопросы восстановительного лечения, оздоровления, спортивной медицины: сб. трудов, посвященный 5-летию созданию кафедры ЛФК, спортивной и восстановительной медицины, курортологии и физиотерапии / ЧеГМА. - Челябинск, 2008. - С.54-59.

12. Пылаева, И.Л. Динамика и взаимосвязь показателей кровообращения у спортсменов в цикле года / И.Л. Пылаева, В.А. Колупаев // Материалы XI Международного конгресса Здоровье и образование в XXI веке (Москва 9-12 декабря 2010 г.) / РУДН. - С. 345-346.

Общий объем научных публикаций соискателя составляет 3,31 п.л., из которых авторский вклад соискателя составляет 2,35 п.л. или 71%.

Сокращения, используемые в автореферате АД - артериальное давление АФНф - активность фагоцитоза нейтрофилов АХ - ацетилхолин ВНС - вегетативная нервная система ГК - глюкокортикоиды ДАД - диастолическое артериальное давление КА - катехоламины ЛАНф - лизосомальная активность нейтрофилов Лф - лимфоциты Лц - лейкоциты Мн - моноциты МОК - минутный объем крови Нф - нейтрофилы ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов САД - систолическое артериальное давление СИ - систолический индекс СОК - систолический объем крови СОЭ - скорость оседания эритроцитов УПСС - удельное периферическое сопротивление сосудов ФЧНф - фагоцитарное число нейтрофилов ЧСС - частота сердечных сокращений Эо - эозинофилы Эр - эритроциты ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы Цп - цветовой показатель Hb - гемоглобин HF - высокочастотные волны LF - низкочастотные волны VLF - очень низкочастотные волны Подписано к печати ??.03.2012 г.

Формат 6084 1/16 Объем 1,0 уч.- изд. л.

Заказ № Е. Тираж 100 экз.

Отпечатано на ризографе в типографии ФГБОУ ВПО ЧГПУ 454080, г. Челябинск, пр. Ленина,    Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии