Abstract INCREASE OF SERVICEABILITY AND LEVEL OF ACHIEVEMENTS IN RUNNING UNDER INFLUENCE OF "HYPOXEN" N.I. Volkov, Dr. Biol. L.A. Igumenova, Ph.D. Russian state university of physical culture, sports and tourism, Moscow Key words: "Hypoxen", muscular activity, biopower functions, кинетика a power exchange. The activation of free radical oxidation in conditions of the intense muscular activity is accompanied by infringements of processes of the tissue breath that is the reason of fast developing exhaustions and the reduce of the bearableness of hypoxia conditions, permanently arising during the performance of the exercise. The application of the preparations having antioxidizing and antihypoxia actions, conducts to the destruction of the oxidation products, stabilizes the work of the respiratory enzymes located on mitochondrion membranes, and reduces the speed of the development of exhaustion during work. The preparation "Hypoxen" with such action was synthesized in the scientific research institute of pure biological products, Saint Petersburg. The present research was is undertaken with the purpose of the studying of influence of the preparation on biopower functions and the serviceability of the athletes specializing in running on average and long distances. The laboratory and field tests have shown the high efficiency and the specificity of the protective action of the preparation at the intense muscular work.
|
ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И УРОВНЯ СПОРТИВНЫХ ДОСТИЖЕНИЙ У БЕГУНОВ НА СРЕДНИЕ И ДЛИННЫЕ ДИСТАНЦИИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРИЕМА ПРЕПАРАТА "ГИПОКСЕН" Доктор биологических
наук, профессор Н.И. Волков Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма, Москва Ключевые слова: "Гипоксен", мышечная деятельность, биоэнергетические функции, кинетика энергетического обмена. Активация свободнорадикального окисления в условиях напряженной мышечной деятельности сопровождается нарушениями процессов тканевого дыхания, что является причиной быстроразвивающегося утомления и снижения переносимости гипоксических состояний, перманентно возникающих в процессе выполнения упражнения [12]. Применение препаратов, обладающих антиокислительным и антигипоксическим действиями, ведет к разрушению перекисных продуктов, стабилизирует работу дыхательных ферментов, локализованных на митохондриальных мембранах, и снижает скорость развития утомления в процессе работы [8, 5]. Такого рода действием обладает препарат "Гипоксен" (диоксиполиорилен), синтезированный в НИИ особо чистых биопрепаратов, г. Санкт-Петербург [3, 6]. Антигипоксическая активность данного препарата обусловлена особенностями его молекулярной структуры (фенольный полимер с наличием тиосульфатной группировки) и функциональными свойствами, близкими к природным антиоксидантам типа убихинона. В условиях сверхутилизационной гипоксии, возникающей при напряженной мышечной деятельности, введение этого препарата может улучшить эффективность аэробного обмена и существенно повысить анаэробную работоспособность спортсменов [1, 7]. Настоящее исследование было предпринято с целью изучения влияния препарата "Гипоксен" на биоэнергетические функции и работоспособность спортсменов, специализирующихся в беге на средние и длинные дистанции. Методика. Изучение влияния препарата "Гипоксен" на биоэнергетические функции и работоспособность спортсменов проводили в форме стендовых лабораторных испытаний с использованием стандартных тестирующих процедур [11, 13], а также путем апробации препарата в национальной сборной команде по легкой атлетике при подготовке и участии спортсменов в ответственных внутрироссийских и международных соревнованиях. В стендовых испытаниях препарата приняли участие 8 высококвалифицированных спортсменов, специализирующихся в беге на средние дистанции (мастера спорта и КМС). Все они были добровольцами и не имели каких-либо серьезных отклонений в состоянии здоровья. Возраст испытуемых - 19 - 22 года, рост - 174 - 184 см, вес - 61 - 74 кг, относительная величина максимального О2-потребления - 75,4 мл О2/кг мин. Первоначально все испытуемые были подвергнуты испытаниям в тесте со ступенчатым повышением нагрузки [9] и в тесте максимальной анаэробной мощности [2]. Затем на основе результатов этих исследований была осуществлена программа контрольных экспериментов, которая включала выполнение пяти различных видов упражнений на велоэргометре: упражнения на удержание критической мощности, 3- и 2-минутные упражнения на критической мощности, 10- и 1-минутные упражнения с предельной мощностью. В каждом из перечисленных упражнений испытуемые были тестированы в обычном состоянии (контроль) и после приема препарата. Ежедневно выполнялся один вид работы. Перерывы между опытами составляли от 1 до 3 дней. С целью исключения последствий предыдущего опыта на последующие очередность выполнения различных видов нагрузки устанавливалась по таблице случайных чисел. Опыты проводились в первой половине дня. Испытуемые приходили в лабораторию утром натощак. После 30-минутного отдыха, сидя в кресле, у них определяли уровень покоя (SMR) и показатели кислотно-щелочного равновесия (КЩР). Тестирующие нагрузки выполнялись без предварительной разминки. Во время упражнения и в течение 20 мин восстановительного периода непрерывно регистрировали показатели газообмена и КЩР. Пробы крови для анализа забирали из предварительно разогретых пальцев рук. Определение показателей КЩР и газов крови проводили на микрогазоанализаторе "ИЛ-213" фирмы "Инструментейшн лаборатори" (США). Ошибка определения рН составляла менее 0,001 усл. ед., для р СО2 - около 0,1 мм рт. ст.
Рис. 1. Кинетика уровня потребления Ch при выполнении работы разной предельной продолжитель ности. На оси ординат - уровень потребления Ch, л/мин; на оси абсцисс - время, мин. Здесь и на рис. 2 обозначения одинаковые: сплошная линия - контрольные опыты, пунктирная - опыты с применением препарата "Гипоксен"
Рис. 2. Кинетика уровня избыточного выделения CCh при выполнении работы разной предельной продолжительности. На оси ординат - уровень избыточного выделения COi, л/мин; на оси абсцисс - время, мин Газометрические измерения осуществляли с помощью аппарата для метаболических исследований ММС фирмы "Бекман". Компьютерная система аппарата позволяла вести расчет и получать в форме телетайпной записи величины легочной вентиляции (в системе ВТPS), потребления О2, выделения СО2 (в системе STPD) и дыхательного коэффициента за каждый 15-30-секундный интервал времени. Ежедневно перед началом экспериментов проводили калибровку газоанализаторов по стандартным газовым смесям. Точность измерений на приборе концентрации О2 составляла около 0,1 об%, СО2 - около 0,02 об%, объема вентиляции - 2% при потоке от 6 до 600 л/мин. Тестирующие нагрузки выполнялись на велоэргометре фирмы "Монарк" (Швеция). Оптимальная доза одноразового приема препарата "Гипоксен", установленная в ходе предварительных исследований, составляла 30 - 40 мг/кг веса тела. Эти дозировки были использованы во всех стендовых и полевых испытаниях. Препарат вводился перорально в форме желатиновых капсул, содержащих по 0,7 г активного вещества, за 60 мин до начала опыта или старта в ответственных соревнованиях. Результаты исследований. Острое воздействие препарата "Гипоксен" на состояние энергетического обмена у спортсменов можно проследить по изменению кинетики важнейших метаболических функций. Динамика ключевых биоэнергетических функций во время упражнений и в период восстановления при выполнении предельных нагрузок различной продолжительности представлена на графиках рис. 1 и 2. Изменения в кинетике уровня потребления О2 при выполнении 1-3-минутной работы предельной мощности иллюстрируют графики, приведенные на рис. 1. На этих графиках видно, что, прием препарата "Гипоксен" вызвал снижение уровня потребления О2 в конце упражнения при 1-минутной работе, но заметно повысил уровень потребления О2 при работе 3-минутной продолжительности. Прием препарата привел к заметному увеличению выделения Ехс СО2 при выполнении 1-минутной предельной работы. Наибольшие сдвиги в этих показателях обнаруживаются в значениях максимума, приходящегося на первую минуту восстановления, после окончания работы (рис. 2). В упражнениях 3-минутной продолжительности отмечается лишь незначительное увеличение уровня Ехс СО2 на последующей минуте работы. Для более обоснованного заключения об эффективности препарата "Гипоксен" как средства повышения работоспособности спортсменов необходимо оценить не только кинетические изменения биоэнергетических функций, но и наблюдаемые различия в общей величине произошедших при работе метаболических сдвигов. Особенно важным при оценке изменений в сфере энергетического обмена под влиянием приема фармакологических препаратов представляется анализ взаимосвязей таких интегральных биоэнергетических показателей, как величины О2-прихода, О2-долга и О2-запроса с показателями предельного времени и относительного метаболического уровня упражнений. Примеры таких зависимостей приведены на графиках рис. 3 и 4.
Рис. 3. О2-приход, общий О2-запрос и общий О2-долг при выполнении упражнений разной предельной продолжительности. На оси ординат - О2-приход, л; О2-запрос, л; О2-долг, л; на оси абсцисс - предельное время упражнения, мин
Рис. 4. Общий О2-запрос и уровень О2-запроса в упражнениях разной относительной мощности. На оси ординат: А - общий О2-запрос, л, В - уровень О2-запроса, л/мин; на оси абсцисс - относитель ная мощность, ед. MMR - контрольные опыты, "+" - опыты с применением препарата "Гипоксен" На графике рис. 3 представлены зависимости показателей О2-прихода, О2-долга и общего О2-запроса от значений предельного времени упражнения. Экспериментальные данные, отложенные на этом графике, образуют характерные зависимости для каждой из избранных функций, которые были подробно описаны нами в ряде прежних работ. Экспериментальные значения, относящиеся к опытам с приемом препарата "Гипоксен", не отличаются заметно от общей зависимости и не оказывают существенного влияния на положение усредненных кривых на графике. Это указывает на то, что изменения энергетического обмена, наблюдаемые при выполнении предельных упражнений в обычных условиях и в условиях приема препарата, в принципе однозначны и не обнаруживают каких-либо отклонений от нормы. Это положение полностью проявляется также в зависимостях обобщенных биоэнергетических показателей от относительной мощности упражнения, графики которых приведены на рис. 4. Во всех случаях результаты опытов с применением препарата не отклоняются сколь-нибудь существенно от общих зависимостей, но их абсолютные значения и соответствующие им показатели мощности и предельного времени упражнения заметно выше, чем в обычных условиях. Влияние приема препарата "Гипоксен" на измение работоспособности спортсменов при выполнении предельных упражнений разной продолжительности отражено на графике рис. 5. На данном графике по оси ординат отложены значения приростов общего количества работы, выполненной до отказа, на оси абсцисс - значения предельного времени упражнения. Экспериментальные значения образуют на графике логистическую кривую, которая показывает, что наибольшие темпы прироста работоспособности под действием препарата "Гипоксен" обнаруживаются в диапазоне упражнений с предельной длительностью от 3 до 10 мин. Этот диапазон соответствует упражнениям большой мощности по общепринятой физиологической классификации упражнений [2, 4, 10]. В этом диапазоне упражнений достигается максимальная интенсификация аэробного обмена при одновременно происходящих предельных сдвигах в показателях анаэробного обмена. Так как в условиях стендовых испытаний с использованием предельных нагрузок прием препарата "Гипоксен" не оказал большого влияния на обобщенные биоэнергетические зависимости, можно предположить, что улучшение работоспособности в упражнениях, сопровождающихся максимальными сдвигами в показателях аэробного и анаэробного обмена, обусловлено, скорее всего, не его непосредственным влиянием на сферу энергетического метаболизма в работающих мышцах, а воздействием на дыхательный метаболизм тканей, наиболее чувствительных к снабжению кислородом (головной мозг, сердечная мышца, печень и т.п.). Справедливость такого заключения подтверждают результаты проведенной апробации препарата в условиях подготовки и участия высококвалифицированных спортсменов в ответственных соревнованиях.
Рис. 5. Прирост показателей работоспособно сти в упражнениях разной предельной продолжительности. На оси ординат - прирост общего количества выполненной работы по сравнению с контролем, кпм; на оси абсцисс - предельное время упражнения, мин
Рис. 6. Величины прироста уровня спортивных достижений в беге на разные дистанции у спортсменов сборной команды по легкой атлетике при приеме препарата "Гипоксен" На оси ординат - процентные величины прироста спортивного результата; на оси абсцисс (логарифмическая шкала) - длина дистанции бега, м. Сплошная линия на графике соответствует средним значениям улучшения результата на разных дистанциях бега. Пунктирными линиями ограничен доверительный диапазон, соответствующий 95%-ному уровню значимости На графике рис. 6, где процентные значения прироста спортивных достижений отложены против длины дистанции на логарифмической шкале, можно видеть, что общая картина изменений работоспособности спортсменов под влиянием приема препарата "Гипоксен" в условиях ответственных соревнований весьма сходна с динамикой прироста работоспособности в тестовых упражнениях при лабораторных стендовых испытаниях (см. рис. 5). В условиях крупных внутрироccийских и международных соревнований, где проходила апробация препарата, число не поддающихся контролю факторов было намного большим, чем при стендовых испытаниях препарата. Этим объясняется существенно более высокая вариабельность индивидуальных результатов на отдельных дистанциях бега. Вместе с тем необходимо отметить полное совпадение результатов стендовых и полевых испытаний в основных деталях. В широком диапазоне упражнений улучшение работоспособности под влиянием приема препарата хорошо аппроксимируется логистической зависимостью. Наибольшие темпы прироста показателей работоспособности обнаруживаются в диапазоне упражнений от 2 до 15 мин (дистанции бега от 800 до 5000 м). Наибольшие значения прироста работоспособности под влиянием приема препарата составляют около 5 - 6%. Во время апробации препарата, проводимой в команде по легкой атлетике, большинство спортсменов, принимавших препарат "Гипоксен" перед стартом, отмечали появление непривычных ощущений легкости и уменьшение "предстартовой лихорадки". Заметно легче происходило восстановление после предельных усилий. Учитывая, что в течение лет использования препарата в сборной команде по легкой атлетике при подготовке ведущих спортсменов к ответственным внутрироссийским и международным соревнованиям не было отмечено ни одного случая резкого ухудшения самочувствия или падения производительности, следует признать высокую эффективность препарата "Гипоксен" как универсального антигипоксанта, способного существенно улучшить показатели физической работоспособности человека при напряженной мышечной деятельности. Основной эффект введения препарата проявляется в улучшении показателей аэробной эффективности и в достижении более значительных анаэробных сдвигов (снижение рН, образование О2-долга) при мышечной работе. Заключение. В ходе проведенных лабораторных и полевых испытаний показаны высокая эффективность и специфичность защитного действия препарата "Гипоксен" при напряженной мышечной работе. При выполнении напряженной мышечной работы введение препарата заметно повышает эффективность аэробных процессов и существенно увеличивает анаэробную производительность человека - его способность противостоять резким изменениям КЩР внутренних сред, претерпевать накопление больших количеств молочной кислоты в тканях и образовывать большой кислородный долг. Таким образом, препарат "Гипоксен" можно рассматривать как универсальный антигипоксант, обладающий выраженной антиокислительной активностью. По своему действию он значительно превосходит ранее предложенные препараты такого же назначения - гутимин, амтизон и персульфат натрия. Литература 1. Алтухов Н.Д. Состояние энергетического сопряжения в митохондриях скелетных мышц при воздействии факторов, имитирующих напряженную мышечную деятельность: Канд. дис. М., 1985. 2. Волков Н.И., Савельев И.А. Кислородный запрос и энергетическая стоимость напряженной мышечной деятельности человека // Физиология человека, 2002. Т. 28, № 4, с. 80 - 93. 3. Костюшов Е.В., Чебан Н.А., Балин Д.В. и др. Олифен - активатор клеточных факторов неспецифической защиты // Антигипоксанты и актопротекторы: итоги и перспективы. Вып. 1. - СПб.: ВМА, 1994, с. 49. 4. Кучкин С.Н., Бакулин С.А. Физиологические принципы классификация физических упражнений и их характеристика // Физиология человека /Под общ. ред. В.И. Тхоревского. - М.: ФОН. 2001, с. 309 - 324. 5. Меерсон Ф.З., Каган В.Е., Береснева З.В. Влияние антиоксиданта на выносливость тренированных и не тренированных к физической нагрузке людей // Теория и практика физ. культуры. 1983, № 8, с. 14 - 17. 6. Миловский В.Г., Болдина И.Г. Влияние антигипоксанта олифена на изменения в редокс-системах глутатиона // Антигипоксанты и актопротекторы: итоги и перспективы. Вып. 1. - СПб.: ВМА, 1994, с. 67. 7. Смирнов В.С., Кузьмич М.К. Применение гипоксена в различных видах спорта как метаболического корректора гипоксических состояний для повышения работоспособности и восстановления организма. М. - СПб., 2002, с. 14. 8. Смульский В.Л. Фармакологическая коррекция антиоксидантной системы как способ повышения устойчивости организма к напряженной мышечной деятельности: Автореф. докт. дис. Киев, 1997. 9. Шепард Р., Элин С. и др. Максимальное потребление кислорода. Международный эталон кардиореспираторной способности // Бюлл. ВОЗ, 1968, № 5, с. 760 - 780. 10. Фарфель В.С. Физиология спорта. - М.: ФиС, 1960. - 243 с. 11. Andersen K.L., Shephard R.J. Fundamentals of exercise testing. - Geneva, WHO, 1971. - p. 124. 12. Goldhammer E., Goldberg Y., Tanchilevitch A. et al. The impact oxygen free radical activity (oxidative stress) on anaerobic threshold, VО2max, peak heart rate, and peak power output in highly trained competitive athletes // European College of Sport Science: Book of abstracts of the 6th annual Congress of the European College of Sport Science, 15th Congress of the German Society of Sport Science. - Koln: Sport and Bush Strauss, 2001. - p. 994. 13. Margaria R., Aghemo P., Rovelli E. Measurement of muscular power (anaerobic) in man // J. Аppl. Physiol., 1966, v. 21, p. 1662 - 1670.
При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна! |
На главную
В библиотеку
Обсудить в форуме