Эндогенный годовой цикл спортивные результаты и оксид азота

ОКСИД АЗОТА И СПОРТ
В.И. Шапошникова, Н.А. Барбараш
Государственный НИИ социально-экономических проблем и спортивнооздоровительных технологий НГУ им П.Ф. Лесгафта. Санкт-Петербург
Государственная
кемеровская
медицинская
академия,
кафедра
нормальной физиологии, Кемерово.
Снижение количества спортсменов, способных к выполнению высокой
работоспособности в III триместре индивидуального года возможно связано с дефицитом
метаболизма оксида азота (NO).
Способность спортсменок показывать высокую
работоспособность во всех триместрах индивидуального года имеет взаимосвязь с
увеличением метаболизма NO.
Ключевые слова: эндогенный год, триместры, индивидуальный год, триместры от
даты рождения, оксид азота (NO), личные рекорды, артериальное давление,
OKSID NITROGEN AND SPORT
Аннотация
Shaposhnikova V.I., Barbarash N.A.
Dekrease in quantitu of the sportsmencapableto high working capacitu in III trimester of
individual years is probablyconnectel withdeficiency of metabolism NO.
Ability of sportswomen to show high working capacity in all trimesters of an individual
annual cucle has tinterrelation with inerease in metabolism NO.
Keywords: endogen, an annual cycle, trimesters, individual year, months from a date of
birth, sports results.
Введение
Основная цель исследований – определить значимость оксида азота для
спортивных результатов спортсменок и спортсменов.
Задачи исследования:
-определить значимость оксида азота (NO) для функционального
состояния юношей и девушек
-рассмотреть
распределение количества высоких результатов
у
спортсменов и спортсменок в разных видах спорта, в зависимости от месяцев
эндогенного годового цикла.
Эндогенный годовой цикл (ЭГЦ) является фундаментальным свойством
человека [1.10] Временная генетическая программа ЭГЦ начинается от зачатия,
включает 9 месяцев утробного и 3 месяца после рождения ребенка. ЭГЦ
состоит из 4-х триместров (трехмесячных
периодов). Следующий ЭГЦ
начинается с 4 месяца от даты рождения (ДР) [10.11].
1
Отсчет месяцев от даты рождения называют «индивидуальный годовой
цикл» (ИГЦ), что более доступно в прикладном плане [4]. В настоящей статье
приведены данные по триместрам (трехмесячным циклам) от даты рождения
(ДР), т.е по «индивидуальному годовому циклу» (ИГЦ).
По месяцам годового цикла тренировки проводилось тестирование
борцов
16-17
лет:
тест
5-минутный
показателей
скоростно-силовой
выносливости 6 мышечных групп. Обработка данных осуществлялась по
специальной компьютерной программе.
R.F.Furchgott
и V.Zawadzki (1980) - лауреаты Нобелевской премии
показали, что выделяющийся из клеток эндотелия кровеносных сосудов оксид
азота (NO) - играет важную роль «релаксирующего» фактора в адаптационных
возможностях организма человека. Доказано, что NO является сигнальной
молекулой регулятора кровотока, реактивности тромбоцитов, медиации и
памяти в нервных клетках – полифункциональным
физиологическим
регулятором [5, 6, 7].
Оксид азота (NO) – является
необходимым звеном в адаптации
организма к изменению внешних условий жизнедеятельности [3].
Наиболее изучена роль NO в функциях нервной системы, сердечнососудистой
системы
и
других
адаптивных
реакциях
организмах
[6].
Снижение продукции NO – происходит при стрессе, при больших физических
нагрузках и магнитных бурях. При длительном воздействиии–этих факторов развивается истощение NO.
Организация и результаты исследований
Определение NO в конденсате выдыхаемого воздуха по триместрам
индивидуального годового цикла (ТГЦ) было проведено в состоянии покоя у
123 студентов
медицинской академии и в день экзамена. Определялось
артериальное давление и частота пульса, а также суммарная концентрация
метаболитов NO в выдыхаемом конденсате воздуха (КАВ) в зависимости от
триместров. В условиях покоя наибольшая концентрация метаболитов NO в
2
КАВ была у девушек с самыми низкими показателями АД, а у юношей с
высокими показателями АД – была самая низкая концентрация NO.
У девушек и юношей (в состоянии покоя) показатели NO, изменялись, в
зависимости от триместров ИГЦ: в I и II триместрах у юношей и девушек
показатели
были высокими, а далее - у девушек они повышались
к IV
триместру (рис 1), а. у юношей – значительно снижались с одновременным
повышением АД. (рис.2)
Рисунок 1. Результаты (М±m) определения артериального давления (АД) и концентрации
метаболитов оксида азота ((КМОА) в альвеолярном конденсате у девушек в течение
индивидуального года [ 3].
[3]. Самые низкие параметры АД (в среднем 121±6/ 73±5) у юношей в 4,
5 и 6 месяцах (II триместр от ДР), а высокие ( в среднем 130 ±14 / 82±7) - в 10,
11 и 12-м месяцах (IV триместр от ДР).
Рисунок 2. Результаты (М±m) определения артериального давления и концентрации
метаболитов оксида азота (КМОА) в альвеолярном конденсате у юношей в течение
индивидуального года (ИГ) [3].
У юношей (рис.2) только во II триместре показатели NO высокие, а
артериальное давление
существенно ниже, чем в остальных триместрах
3
(P>0,05). У юноше в III и IV триместрах от ДР повышается артериальное
давление - .одновременно с уменьшение КМОА.
Во время экзамена (определенный стресс) студентов отмечено снижение
уровня метаболитов NO в конденсате альвеолярного воздуха, в тоже время - у
студенток снижение было менее выраженным.
Можно было предположить, что спортивное соревнование (как стресс)
для спортсменов – также влияет на продукцию NO.
Распределение
количества
личных
рекордов
по
триместрам
индивидуального годового цикла у легкоатлетов и легкоатлеток было
неоднозначным (рис 1, 2).
**
600
Количество
500
*
400
300
200
100
0
От ДР
1 2 3
10 11 12
4
5
1 2 3
6
7
8
9
4 5 6
10 11 12
7
8
9
Месяцы от даты рождения
Рис.1. Распределение по месяцам и триместрам ИГЦ 3357 личных рекордов легкоатлетов * Статистически значимо (χ² = 234, P<0,05) (В.И. Шапошниковой 1984)
250
*
*
Количество
200
150
100
50
0
От ДР 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12
ЭГЦ 10 11 12 1 2 3
4 5 6
7 8 9
Месяцы от даты рождения
Рис. 2. Распределение по месяцам и триместрам ИГЦ 2201
личных рекорда легкоатлеток, * - статистически значимо (χ² =
20,7- P<0,05) ( по В.И. Шапошниковой. 1984)
4
У легкоатлетов (рис 1) - значительное количество личных рекордов только в 1 и 11 месяцах от ДР, а в последние месяцы индивидуального года –
значительно
уменьшается, а у легкоатлеток (рис.2) - повышается к III
триместру и остается высоким в IVтриместре.
На рисунках 3 и 4 можно видеть существенное различие в количестве
медалей на летних Олимпийских играх 2004 и 2008 года у легкоатлеток и
Бр
он
за
ер
еб
ро
С
зо
ло
то
бр
он
за
С
ер
еб
ро
7
6
5
4
3
2
1
0
Зо
ло
то
Количество медалей
легкоатлетов.
Легкоатлеты
Легкоатлетки
Рис.3. Количество наград, полученных на летних Олимпийских играх 2004 года, легкоатлетками и
легкоатлетами России
4,5
4
Количество
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Золото
Серебро Бронза
Легкоатлетки
Рис.4.Количество
наград,
Золото
Серебро Бронза
Легкоатлеты
полученных
на
летних
Олимпийских
играх
2008
года,
легкоатлетками и легкоатлетами России
В 2004 году легкоатлетки получили 5- золотых медалей, 6-серебреных и 2
–бронзовых, а легкоатлеты – 1- золотую медаль, 2 серебреных и 3 бронзовых.
Значительное различие было на летних Олимпийских играх в 2008 году:
легкоатлетки получили значительно больше медалей, чем легкоатлеты.
Среди победителей на зимних Олимпийских играх 2002 и 2006 года первые 6 мест в каждом виде - принадлежали представителям разных стран, но
5
распределение лыжников и лыжниц по месяцам индивидуального года - было
различным (рис.5, 6, 7 и 8). .
10
Количество
8
6
4
2
0
1
2
3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
Месяцы от даты рождения
Рис.5. Распределение по месяцам индивидуального года лыжников разных стран, занявших
на зимних Олимпийских играх 2002 года первые шесть мест по каждому виду соревнований.
Количество
8
6
4
2
0
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
Месяцы от даты рождения
Рис.6. Распределение по месяцам индивидуального года лыжниц разных стран, занявших на
зимних Олимпийских играх 2002 года первые шесть мест по каждому виду соревнований.
Проценты
20
15
10
5
0
От ДР
1 2 3
ЭГЦ
10 11 12
4 5 6
7 8 9
10 11 12
4 5 6
7 8 9
Месяцы от даты рождения
1 2 3
Рис.7 Распределение по месяцам индивидуального года лыжников разных стран, занявших
на зимних Олимпийских играх 2006 года первые шесть мест по каждому виду соревнований.
На зимних Олимпийских играх 2002 и 2008 года в распределении первых
6 мест выявляется преимущество первых шести месяцев индивидуального
6
года, а у лыжниц такой зависимости не наблюдается.
Проценты
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Эт ДР
1 2 3
10 11 12
ЭГЦ
4 5 6
7 8 9
1 2 3
4 5 6
Месяцы от даты рождения
10 11 12
7 8 9
Рис.8. Распределение по месяцам индивидуального года лыжниц разных стран, занявших на
зимних Олимпийских играх 2006 года первые шесть мест по каждому виду соревнований.
Это различие можно объяснить неодинаковым содержанием в организме
спортсменок и спортсменов NO в различные триместры ЭГЦ и разный уровень
его истощения при соревновательном стрессе.
.Обсуждение
При стрессе - в организме лиц мужского пола, - в большей мере, чем у
лиц женского пола - истощается содержание NO в организме [3] Вследствие
этого - ухудшаются адаптационные возможности, снижается сопротивляемость
организма воздействию бактерий и вирусов,
Каждый
триместр
и
месяц
индивидуального
года
имеет
свою
особенность, которая проявляется в метаболизме оксида азота, изменениях
артериального давления и в работоспособности – неоднозначной
у
спортсменов и спортсменок [9. 10. 11].
1-й
месяц от даты рождения – характеризуется
наибольшим
количеством личных рекордов спортсменов [10, 11].
Перед рождением в организме ребенка происходит подготовка к
переходу в другую среду обитания: содержание катехоламинов увеличивается
примерно в 20 раз, а норадреналин составляет 85 %, а содержание гликогена в
печени и в скелетных мышцах повышается в 10 раз [ 14 ]. «Стресс родов»
испытывают и мать и ребенок. По механизму ранней и наиболее прочной
7
памяти – (импринтинг) - этот стресс и «адаптивная реакция» - ребенком запоминаются [1, 14]. При жизни человека и стрессе в этот период - возникает
подобная гормональная - «адаптивная реакция» организма, что и проявляется
при соревновательном стрессе у спортсменов не только в день рождения, но и
в месяц рождения.
3-й месяц от ДР также отличается большим количеством личных
рекордов. После рождения ребенка - на 2-й месяц растет сердечно-сосудистая
система (а у человека - в этот же период
происходят процессы
внутриклеточного обновления сердечно-сосудистой системы) и уязвимость
сердца повышена «зона риска». И на 3-й месяц от ДР - работоспособность
сердца снова повышается.
По цитохимическим показателям ферментной активности лимфоцитов 4, 5 и 6-й месяцы от ДР - являются гомологом первых трех месяцев от момента
зачатия. , а также и высокое защитное влияние NO [3].Доказано, что оксид
азота препятствует сокращению сосудов, особенно мелких, в нормальном
эндотелии которых – постоянно высвобождаются небольшие количества NO,
кроме того повышается выделение NO и в коронарные сосуды, ограничивая
развитие гипертрофии сердца [5, 6].
Однако,
оксид азота имеет не одинаковое значение в проявлении
функциональных возможностей спортсменов и спортсменок.
В 4, 5 и 6 месяцы от ДР - повышено
количество юных и взрослых
спортсменов и спортсменок, способных проявлять высокую работоспособность,
(при условии, что не было истощения NOчрезмерными нагрузками и
соревнованиями)..
Уменьшение
количества
спортсменов,
работоспособности в III и IV триместрах
взаимосвязано с дефицитом метаболизма
способных
к
высокой
индивидуального года -
NO в эти периоды, а также и с
наличием, в данном периоде, 3 «зоны риска» (8, 10 и 12-й месяцы от ДР [2,
8]. «Зоны риска» характеризуются снижением устойчивости к инфекционным
заболеваниям, повышением артериального давления и увеличением травм.
8
Распределение 1241 случая инфекционных заболеваний детей и юных
спортсменов по триместрам 1 и 2 полугодия ИГЦ, позволило установить, что
в 1-6 месяцах от ДР количество заболевших составило 42,7 %, а в 7-12-от ДР 57,3 % - различие статистически достоверно.
Аналогичное распределение (в %) и по количеству инфекционных
заболеваний получено и у 337 мужчин: 1-6-месяцы от ДР -43,3 %, а с 7 по 12-й
56.7 разница 13,3 5, (P<0.05).
Увеличение в конденсате выдыхаемого воздуха содержания NO у
девушек (в 7-12-й месяцы от ДР)) - определено природой и взаимосвязано с
поддержанием репродуктивной функции (не только у человека, но и у
животных [3, 15].
С каждым годом возрастает интенсивность тренировочных нагрузок.
Чрезмерные физические нагрузки и психологический стресс влияют и на
спортсменок (у многих прекращаются месячные, может возникать дефицит
NO). В проведенных исследованиях установлено, что стрессовые ситуации
экзамена также отражались на снижении показателей NO не только у юношей,
но и у девушек, однако у последних - в меньшей мере.
Высокие показатели АД у спортсменов - дают сигнал о недостатке
метаболизма NO. Случаи внезапной смерти на соревнованиях – в определенной
мере, могут быть связаны с дефицитом NO.
Физические упражнения, особенно локальные для отдельных групп
мышц, в разумном объеме, способствуют увеличению количества метаболизма
NO в капиллярах [5]. При беге и плавании основная нагрузка приходится на
сердечную мышцу и капиллярная сеть не развивается, Следовательно, при
занятиях в школе, надо с помощью специальной гимнастики для групп мышц
способствовать развитию хорошей капиллярной сети. Это залог того, что в
условиях службы в вооруженных силах бег в обмундировании с винтовкой не
будет причиной проблем с сердцем. Капиллярную сеть при специализации в
том или ином виде спорта - прежде всего, развивать с учетом основных групп
9
мышц,
Чем больше будет развита капиллярная сеть, тем больше продукции
NO – будет для «защиты» спортсмена.
В
прошлые
годы
спортсмены
сборных
команд
страны
перед
Олимпийскими играми выезжали на тренировочные сборы в условия
среднегорья
и
проводили
там
тренировки.
Однако
оказалось,
что
работоспособность повышалась только на 10-11 день, после спуска с гор.
Был выбран более эффективный вариант: жить в горах, а на тренировки
спускаться на равнин
Футболисты применяли барокамерную тренировку с «интервальной
нагрузкой»: в течение часа 2 подъема и 2 спуска, постепенное увеличение
высоты
до
способствуют
4000-5000
м.
продукции
Кратковременные
NO.
Повышение
задержки
дыхания
артериального
также
давления
у
спортсмена – это косвенный показатель недостатка продукции NO.
Выводы
1. Содержание оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха у девушек и
юношей неодинаково по триместрам индивидуального года: у девушек
-
увеличивается к III и IV триместрам, а у юношей – статистически значимо снижается и одновременно повышается артериальное давление.
2.
Продукция оксида азота NO - взаимосвязана с изменением
артериального давления: повышение
АД - свидетельствует о дефиците
метаболизма NO.
3. Стрессовые нагрузки приводят к снижению метаболизма оксида азота у
лиц мужского пола и, в меньшей мере, – у лиц женского пола.
3. Статистически значимое количество личных рекордов спортсменов и
спортсменок сосредоточено в 1, 3 и 11-й месяцы от ДР триместрах
4. Дефицит метаболизма NO во второй половине индивидуального года,
взаимосвязан
обновления
и с повышением процессов метаболизма (внутриклеточного
в 8, 10 и 12-й месяц от ДР): в этот период увеличивается
количества случаев инфекционных заболеваний,
отмечается снижение
иммунных и адаптационных возможностей и травм у спортсмена.
10
5. Полученные данные вызывают необходимость расширения научных
исследований по NO в спорте у женщин и у мужчин. Особое внимание следует
обратить на разработку оперативных методов определения содержания NO в
конденсате альвеолярного воздуха спортсменов и способах повышения
продукции NOав организме..
Литература
1. Барбараш Л.С. Хронобиологические аспекты кардиологии и кардиохирургии.
. Кемерово. 2001. 178 с.
2.Барбараш Н.А., Лазик Н.И., Шапошникова В.И. и др. Изменения устойчивости сердечнососудистой системы у больных ИБС и здоровых лиц в течение индивидуального
года.//Росс.кардиол. жур. 2000.-№ 6. С 16-20.
3. Барбараш О.Л. Барбараш Н.А.., Барбараш Л.С.. Оксид азота и артериальное
давление.Кемерово.2006. 149 С
4. Барбараш Н.А., Чичиленко М.В., Кувшинов Д.Ю. и др. Итоги изучения феномена
«индивидуальный годичный цикл человека» на кафедре нормальной физиологии.//Медицина
в Кузбассе. 2005. № 4. С.20-23.н
5. Манухина Е.Б., Малышев И.Ю. Стресс-лимитирующая система оксида азота.// Росс.
Физиол. Журнал.2000. № 10. С 1283 – 1292.
6. Марков Х.М. Оксид азота и сердечно-сосудистая система//Успехи физиол. наук. 2001. №
3. С 49-65.
7. Реутов В.П., Сорокина Е.Г, Косицын Н.С. Проблемы оксида азота и цикличность в
биологии и медицине .//Успехи совр. Биол. 2005. Т. 125. № 1. С.41-45.
8. Шапошникова В.И. Чуев В.А. Периоды индивидуального года, требующие внимания
врачей и тренеров.// Теория и практика физич культуры.-2003.№ 8. С.47-51.
9. Шапошникова В.И. Индивидуализация и прогноз в спорте. М.: ФиС, 1984.- 157 с.
10. Шапошникова В.И., Нарциссов Р.П., Барбараш Н.А.. Многолетние и годовые циклы
человека. Хронобиология и хрономедицина. Монография под редакцией Ф.И Комарова. и
С.И Рапопорт. - 2000. Триада - Х – М.:.С.115-139.
11. Шапошникова В.И., Таймазов В.А. Хронобиология и спорт.«Советский спорт» 2005.177 c
12.Furchgott R. P., Zawadzki J.Y. The obligatoru role of endothelial cells in the relaxation of
arterial smooth muscle by acetylcholine.
13. Kindwell B.A. Nitric oxidmediated metabolic regulation during exercise effects of training in
health and cardiovascular disease. //FASEBL. 2000. V.14. № 12.P. 168-196.
14. Lagergrantz H., Slotkin T. The stress of being born // Sci. Am. – 1996.- V. 254. P . 100-107.
15. Vogel R.A. Vintners and vasodilators. Are French red wines more cardioective? J. Am.Coll.
Cardiol.. 2003. V.41. № 3. P .479-481.
16. Zhou R, Xiong O., You Y e.a. Sichuan daxue xuebao.// S. Sichuan Univ. Med Sci. Ed. 2003.
V. 34 № 1. P.115-116.
1
11