Методы экспресс – диагностики функционального состояния спортсменов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Цель работы:

- познакомиться с задачами биохимического контроля;

- изучить методы и объекты биохимического контроля.

- освоить методику определение уровня гемоглобина крови, изучить нормативные показатели уровня гемоглобина в крови здорового человека;

- овладеть навыками экспресс диагностики по обнаружению энергетических веществ, накапливающиеся в мышцах в процессе адаптации;

Определение биохимических показателей обмена веществ позволяет решать следующие задачи комплексного обследования: контроль за функциональным состоянием организма спортсмена, которое отражает эффективность и рациональность выполняемой индивидуальной тренировочной программы, наблюдение за адаптационными изменениями основных энергетических систем и функциональной перестройкой организма в процессе тренировки, диагностика предпатологических и патологических изменений метаболизма спортсменов. Биохимический контроль позволяет также решать такие частные задачи, как выявление реакции организма на физические нагрузки, оценка уровня тренированности, адекватности применения фармакологических и других восстанавливающих средств, роли энергетических метаболических систем в мышечной деятельности, воздействия климатических факторов и др.

В связи с этим в практике спорта используется биохимический контроль на различных этапах подготовки спортсменов.

В годичном тренировочном цикле подготовки квалифицированных спортсменов выделяют разные виды биохимического контроля:

- текущие обследования (ТО), проводимые повседневно в соответствии с планом подготовки;

- этапные комплексные обследования (ЭКО), проводимые 3—4 раза в год;

- углубленные комплексные обследования (УКО), проводимые 2 раза в год;

-обследование соревновательной деятельности (ОСД).

На основании текущих обследований определяют функциональное состояние спортсмена — одно из основных показателей тренированности, оценивают уровень срочного и отставленного тренировочного эффекта физических нагрузок, проводят коррекцию физических нагрузок в ходе тренировок.

В процессе этапных и углубленных комплексных обследований спортсменов с помощью биохимических показателей можно оценить кумулятивный тренировочный эффект, причем биохимический контроль дает тренеру, педагогу или врачу быструю и достаточно объективную информацию о росте тренированности и функциональных системах организма, а также других адаптационных изменениях.

При организации и проведении биохимического обследования особое внимание уделяется выбору тестирующих биохимических показателей: они должны быть надежными либо воспроизводимыми, повторяющимися при многократном контрольном обследовании, информативными, отражающими сущность изучаемого процесса, а также валидными либо взаимосвязанными со спортивными результатами.

В каждом конкретном случае определяются разные тестирующие биохимические показатели обмена веществ, поскольку в процессе мышечной деятельности по-разному изменяются отдельные звенья метаболизма. Первостепенное значение приобретают показатели тех звеньев обмена веществ, которые являются основными в обеспечении спортивной работоспособности в данном виде спорта.

В зависимости от решаемых задач изменяются условия проведения биохимических исследований. Поскольку многие биохимические показатели у тренированного и не тренированного организма в состоянии относительного покоя существенно не различаются, для выявления их особенностей проводят обследование в состоянии покоя утром натощак (физиологическая норма), в динамике физической нагрузки либо сразу после нее, а также в разные периоды восстановления.

Объектами биохимического исследования являются выдыхаемый воздух и биологические жидкости — кровь, моча, слюна, пот, а также мышечная ткань.

Выдыхаемый воздух — один из основных объектов исследования процессов энергетического обмена в организме, использования отдель­ных энергетических источников в энергообеспечении мышечной деятель­ности. В нем определяют количество потребляемого кислорода и выдыха­емого углекислого газа. Соотношение этих показателей в определенной мере отражает интенсивность процессов энергообмена, долю в них ана­эробных и аэробных механизмов ресинтеза АТФ.

Кровь используется как один из наиболее важных объектов биохими­ческих исследований, так как в ней отражаются все метаболические изме­нения в тканевых жидкостях и лимфе организма. По изменению состава крови либо жидкой ее части — плазмы можно судить о гомеостатическом состоянии внутренней среды организма или изменении его при спортив­ной деятельности (табл. 1).

Для многих исследований требуется небольшое количество крови (0,01—0,05 мл), поэтому берут ее из безымянного пальца руки либо из ребра мочки уха.

ТАБЛИЦА 1. Основные химические компоненты цельной крови и плазмы здоро­вого взрослого человека

После выполненной физической работы забор крови рекомендуется проводить спустя 3—7 мин, когда наступают наибольшие биохимические изменения в ней.

При физических нагрузках и воздействии других факторов среды, а также при патологических изменениях обмена веществ или после приме­нения фармакологических средств содержание отдельных компонентов крови существенно изменяется. Следовательно, по результатам анализа крови можно охарактеризовать состояние здоровья человека, уровень его тренированности, протекание адаптационных процессов и др. В последние годы в связи с угрозой заражения СПИДом исследования крови необходи­мо проводить с соблюдением всех предусмотренных мер защиты.

Моча в определенной степени отражает работу почек — основного вы­делительного органа организма, а также динамику обменных процессов в различных органах и тканях. Поэтому по изменению количественного и ка­чественного ее состава можно судить о состоянии отдельных звеньев об­мена веществ, избыточному их поступлению, нарушению гомеостатических реакций в организме, в том числе связанных с мышечной деятельнос­тью. С мочой из организма выводятся избыток воды, многие электролиты, промежуточные и конечные продукты обмена веществ, гормоны, витами­ны, чужеродные вещества (табл. 2). Суточное количество мочи (диурез) в норме в среднем составляет 1,5 л. Мочу собирают в течение суток, что вносит определенные затруднения в проведение исследований. Иногда мочу берут дробными порциями (например, через 2 ч), при этом фиксиру­ют порции, полученные до выполнения физической работы и после нее. Моча не может быть достоверным объектом исследования после кратко временных тренировочных нагрузок, так как сразу после этого весьма сложно собрать необходимое для ее анализа количество.

При различных функциональных состояниях организма в моче могут появляться химические вещества, не характерные для нормы: глюкоза, бе­лок, кетоновые тела, желчные пигменты, форменные элементы крови и др. Определение этих веществ в моче может использоваться в биохимической диагностике отдельных заболеваний, а также в практике спорта для кон­троля эффективности тренировочного процесса, состояния здоровья спортсмена.

ТАБЛИЦА 2. Химический составмочи здорового взрослого человека

Слюна обычно используется параллельно с другими биохимическими объектами. В слюне определяют электролиты (N3 и К), активность фер­ментов (амилазы), рН. Существует мнение, что слюна, обладая меньшей, чем кровь, буферной емкостью, лучше отражает изменения кислотно-ще­лочного равновесия организма человека. Однако как объект исследования слюна не получила широкого распространения, поскольку состав ее зави­сит не только от физических нагрузок и связанных с ними изменений внутритканевого обмена веществ, но и от состояния сытости («голодная» или «сытая» слюна).

Пот в отдельных случаях представляет интерес как объект исследова­ния. Необходимое для анализа количество пота собирается с помощью хлопчатобумажного белья или полотенца, которое замачивают в дистилли­рованной воде для извлечения различных компонентов пота. Экстракт вы­паривают в вакууме и подвергают анализу.

Мышечная ткань является очень показательным объектом биохими­ческого контроля мышечной деятельности, однако используется редко, так как образец мышечной ткани необходимо брать методом игольчатой био­псии. Для этого над исследуемой мышцей делается небольшой разрез кожи и с помощью специальной иглы берется кусочек (проба) мышечной ткани (2—3 мг), которая сразу замораживается в жидком азоте и в даль­нейшем подвергается структурному и биохимическому анализу. В пробах определяют количество сократительных белков (актина и миозина), АТФ-азную активность миозина, показатели энергетического потенциала (со­держание АТФ, гликогена, креатинфосфата), продукты энергетического обмена, электролиты и другие вещества. По их содержанию судят о сос­таве и функциональной активности мышц, ее энергетическом потенциале, а также изменениях, которые происходят при воздействии однократной физической нагрузки или долговременной тренировки.

При биохимическом обследовании в практике спорта используются следующие биохимические показатели:

• энергетические субстраты (АТФ, КрФ, глюкоза, свободные жирные кислоты);

• ферменты энергетического обмена (АТФ-аза, КрФ-киназа, цитохромоксидаза, лактатдегидрогеназа и др.);

• промежуточные и конечные продукты обмена углеводов, липидов и белков (молочная и пировиноградная кислоты, кетоновые тела, мочевина, креатинин, креатин, мочевая кислота, углекислый газ и др.); показатели кислотно-основного состояния крови (рН крови, парци­альное давление СО2, резервная щелочность или избыток буферных осно­ваний и др.);

• регуляторы обмена веществ (ферменты, гормоны, витамины, актива­торы, ингибиторы);

• минеральные вещества в биохимических жидкостях (например, би­карбонаты и соли фосфорной кислоты определяют для характеристики бу­ферной емкости крови);

• содержание общего белка, количество и соотношение белковых фракций в плазме крови;

• анаболические стероиды и другие запрещенные вещества в практи­ке спорта (допинги), выявление которых — задача допингового контроля.