РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ЛАЗЕРНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ В СПОРТЕ

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ЛАЗЕРНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ В СПОРТЕ

Кандидат медицинских наук А.П. Романчук ,
Клинический санаторий им. В. Чкалова, Одесса

Современные методики подготовки спортсменов к соревновательным нагрузкам предполагают разработку критериев оценки функционального состояния, которые в экспрессном режиме позволяют определять адаптационные возможности организма спортсменов. Наиболее часто с целью объективизации состояния организма спортсмена применяются методики определения функционального состояния сердечно-сосудистой системы (ЭКГ-мониторинг, тип гемодинамики), вегетативной регуляции (спектральный анализ сердечного ритма, вариационная пульсометрия, автокорреляционный анализ и др.) [8], возможностей энергообеспечения организма (определение лактата крови, газовый анализ выдыхаемого воздуха, maxVО₂, ПАНО, PWC₁₇₀) [7, 8, 10, 12,22], адаптационных реакций системы крови [6], иммунограммы [21].

Все вышеперечисленные методы контроля, за исключением иммунограммы, определяют возможность выполнения организмом спортсмена определенной физической работы и позволяют оптимизировать тренировочный процесс, однако не дают целостного представления о состоянии гомеостаза организма спортсмена, его готовности к выполнению физической нагрузки.

Вместе с тем известно, что в сложных системах адаптации в неменьшей степени принимают участие различные гуморальные механизмы, обеспечивающие перестройку кроветворения, осмоса, транспорта биологичес ки активных веществ, гуморального иммунитета, дезинтоксикационных функций и пр. Именно в силу перечисленных причин изменения в системе гомеостаза могут носить разнообразный характер.

Многокомпонентный состав системы гомеостаза, включающий различные глобулярные и альбулярные белки, липопротеиды, иммунные комплексы, рибонуклеоп ротеиды и дезоксинуклеопротеиды (РНП-, ДНП-частицы) и другие, как правило, исследуются целым набором методов хроматографии, электрофореза, высокоскоростной седиментации, аффинного маркирования и другими.

Помимо сложности такого комплексного подхода, требующего длительных процедур препаративного анализа больших объемов сыворотки (или плазмы) крови, на первый план выступает серьезный недостаток последующей многопараметровой интерпретации: практически не учитывается характер межмолекулярных взаимодействий отдельных ингредиентов, имеющий место в нативной биологической среде. А они, на наш взгляд, являются определяющими в системе гомеостаза в процессе адаптации организма к физическим нагрузкам.

В связи с изложенным представляется целесообразным применение методики изучения субфракционно го макромолекулярного состава плазмы крови спортсменов с помощью лазерной корреляционной спектроско пии (ЛКС) [14].

Результаты ЛКС-исследования наглядно представляет гистограмма (рис.1).

Однако в нативных условиях методом ЛКС не столько определяются количественные взаимоотношения субфракций плазмы крови, сколько характер межмолекулярных взаимодействий биологически активных ингредиентов [9]. А это означает, что количественные флуктуации определенных составляющих нативной плазмы сказыва
ются не в локальных изменениях спектров, соответствующих их молекулярным массам, а в более интегральных перераспределениях, обусловленных измененным характером межмолекулярных взаимодействий многих субфракций [1].

Впервые возможность применения метода ЛКС в спортивной медицине была продемонстрирована в 1991 г. [20]. Дальнейшие исследования подтвердили высокую информативность методики ЛКС в дифференциации сдвигов гомеостаза у спортсменов различных видов спорта [4, 15-18]. Однако многомерный классификатор, используемый для анализа, несмотря на выявление сдвигов в гомеостазе, затруднял практическую интерпретацию результатов.

И все же метод ЛКС позволил дифференцировать различные гомеостатические сдвиги в зависимости от тяжести патологического процесса, эффективности его терапии [13,15]. Он показал принципиальную возможность дифференцирования природы патологического процесса при так называемых острых и реанимационных состояниях: черепно-мозговой травме, остром нарушении мозгового кровообращения, алкогольной и наркотической интоксикации [3, 5 , 13], травмах опорно-двигательной системы и ортопедических заболеваниях. Проводились исследования в педиатрической практике [9], онкологии [2], при различных воспалительных процессах, определении радиационного влияния на организм [19].

Анализ большого массива полученной клинической информации позволил группе ученых [11] разработать "семиотический классификатор" и на основании данной классификации выявлять направленность и выраженность сдвигов в организме. Это способствовало внедрению метода ЛКС в практику с последующей регистрацией и лицензированием метода для медико-биологических исследований в России.

Биологический алгоритм "семиотическогокласси фикатора" строится по следующему принципу. Весь диапазон спектра делится на 5 дискретных зон (по размерам светорассеивающих частиц: I - 0-10 нм; II - 11-30 нм; III - 31-70 нм; IV - 71-150 нм; V - 151 и выше (рис. 2).

Рис. 1. Спектр светорассеяния плазмы крови (гистограмма), получаемый в результате лазерной корреляционной спектроскопии. По оси ординат - светорассеи вающая эффективность (в %), по оси абсцисс - размер соответствующих ингредиентов (диаметр светорассеи вающих частиц в нм).

Рис. 2. Спектр светорассеяния плазмы крови, применяемый для задач "семиотической классификации".

Согласно информации, полученной на различных исследовательских моделях, в I зону попадают преимущественно низкомолекулярные мономерные альбулярные белки и гликолипидные свободные комплексы, во II - глобулярные белки и низкомолекулярные липопротеиновые комплексы, в III - высокомолекулярные липопротеино вые комплексы, РНП, ДНП-частицы, самые низкомоле кулярные иммунные комплексы, в IV - преимущественно конститутивные иммунные комплексы среднего размера. V зона заполняется в том случае, когда в организме индуцируется иммунопоез с образованием высокомолекулярных комплексов, что чаще всего сопутствует процессам аллергизации и аутоиммунной сенсибилизации организма [11].

Основные направления регистрируемых сдвигов связаны с такими симптомокомплексами (табл.1).

Таблица 1. Направления сдвигов в Л КС плазмы крови при разных симптомокомплексах

Название симптомокомплекса	Направления спектральных сдвигов
Аллергизация организма	Растет процентный вклад частиц, входящих в IV зону спектра, а также на низком уровне появляются частицы, входящие в V зону
Интоксикация организма	Растет процентный вклад частиц, входяш,ихво II зону с умеренным нарастанием частиц в III зоне
Катаболитические (преимущественно по липспротеиновому обмену) сдвиги в организме	Заметно растет процентный вклад частиц в III зоне выше обозначенных для нормы флуктуации с некоторым повышением вклада частиц во II зону
Аутоиммунные процессы в организме	Растет процентный вклад частиц в V зону
Дегенеративно- дистрофические процессы	Растет процентный вклад частиц в I зону
Аллергизация на фоне интоксикации	Растет процентный вклад частиц в IV зоне с одновременным повышением вклада частиц во II зоне
Аутоиммунные сдвиги на фоне интоксикации	Растет процентный вклад частиц в V зоне с одновременным повышением вклада частиц во II зоне
Аллергизация на фоне дегенеративно-	Растет процентный вклад частиц в V зоне с одновременным повышением вклада частиц в I зоне

Таким образом, биологический алгоритм "семиотического классификатора" ЛК-спектров плазмы крови предоставляет возможность объективного динамического исследования состояния организма в процессе занятий физическими упражнениями и спортом [22].

Материал и методы исследования. С помощью метода ЛКС нами была исследована плазма крови 269 спортсменов, занимающихся ациклическими и циклическими видами спорта. Исследования проводились на следующее (после выполнения различной по интенсивности и направленности физической нагрузки) утро натощак. Результаты ЛКС-исследований плазмы крови спортсменов представлены в табл. 2.

Таблица 2. Дифференциация гомеостатических сдвигов у спортсменов

Наименование сдвига	Число наблюдений
Норма	46
Аллергические	62
Интоксикационные	41
Катаболитические	3
Аутоимунные	4
Дистрофические	48
Интоксикационно-аллергические	60
Ауто имунно-интоксикационные	4
Дистрофически-аллергические	1
Всего:	269

Из представленных в табл. 2 данных видно, что при равных условиях наблюдения среди спортсменов наиболее часто встречаются сдвиги, имеющие аллергическую (23%) и интоксикационно-аллергическую (22%) направленность. Несколько меньше, а именно в 17 и 15% случаев, отмечаются сдвиги дистрофической и интоксикационной направленности, соответственно. Данные показатели свидетельствуют о том, что изменения, происходящие в организме спортсменов под влиянием физической нагрузки, носят преимущественно интоксикаци онный и аллергический характер (что в целом было зарегистрировано в 61% случаев).

Итоги данной методологии эксперимента свидетельствуют о существенной напряженности систем адаптации. Примерно в 17% случаев сдвигов в гомеостазе организма спортсменов не отмечалось, что может свидетель ствовать об адекватности физической нагрузки функциональным возможностям внутренней среды организма спортсменов, которая в целом, на наш взгляд, не может способствовать повышению уровня тренированности в условиях тренировочного процесса. В связи с этим следует отметить, что среди спортсменов, выполнявших соревновательную нагрузку, по результатам ЛКС-исследования во всех случаях наблюдались сдвиги в составе плазмы крови.

Наиболее редко, а именно в 0,1% случаев, наблюдались сдвиги катаболического, аутоиммунного, аутоиммунно-интоксикационного характера. А в одном случае (что составляет менее 0,03%) были зарегистрированы сдвиги смешанного интоксикационно-дистрофического характера. Данные результаты исследования гомеостаза организма спортсменов были получены в 80% случаев у спортсменов, выполнявших соревновательную нагрузку, в остальных же случаях - у спортсменов, выполнявших чрезмерно интенсивную, не адекватную функционально му состоянию организма тренировочную нагрузку.

По результатам исследования плазмы крови спортсменов методом ЛКС можно сделать ряд принципиально важных выводов.

Как видно из результатов "семиотической классификации" спектров светорассеяния плазмы крови спортсменов, чаще всего у них наблюдаются сдвиги аллергоподобной и интоксикационной направленнос ти. Сдвиги в направлении повышенного катаболизма и аутоиммунных реакций регистрируются в организме в условиях соревновательной или интенсивной тренировочной деятельности.

Учитывая вышеизложенное, с помощью метода ЛКС и прикладной программы "семиотической классификации" представляется возможным решать прикладные задачи спортивной медицины:

1. Устанавливать для каждого конкретного спортсмена направленность сдвигов в гомеостазе на доклиничес ком уровне выраженности на основе формируемого характера метаболических изменений, что имеет важное значение для целенаправленной коррекции функционального состояния внутренней среды организма.

2. В динамике тренировочного и соревновательного процессов варьировать интенсивность и направленность физических нагрузок.

Основываясь на вышеизложенном и приняв положение, что наиболее неблагоприятными с позиций адекватности физической нагрузки у спортсменов являются сдвиги (по увеличению значимости) в сторону дистрофич ноподобного, катаболического, аутоиммунного и, наконец, смешанных - аутоиммунно-интоксикационного и интоксикационно-дистрофи-ческого характеров, - можно определять динамические характеристики:

- если за определенный промежуток времени направленность сдвига в организме не изменилась, значит у данного спортсмена отмечается определенная стабильность состояния организма. Если эта стабильность соответствует неблагоприятным сдвигам, то следует планировать значительное снижение тренировочной нагрузки либо адекватную коррекцию и реабилитацию организма спортсменов. Если стабильность соответствует сдвигам в сторону интоксикации и аллергизации, то это прогноз достаточной скомпенсированности сдвигов и адекватности физической нагрузки, которая способствует повышению тренированности спортсмена;

- если за определенный промежуток времени происходит изменение направленности сдвига в сторону более выраженного (катаболического, аутоиммунного, смешанных), это должно трактоваться как объективное ухудшение в состоянии гомеостаза спортсмена, причем о выраженности сдвигов можно судить по степени подобного ухудшения.

За изучаемый промежуток времени направленность сдвигов будет характеризоваться их отсутствием или снижением их значимости. Такие сдвиги означают наиболее благоприятный прогноз в динамике реабилитационно -восстановительных мероприятий после дней отдыха, а также при снижении тренировочной нагрузки.

Литература

1. Аклеев А.В., Пашков И.А. Характер изменений в системе гомеостаза, устанавливаемый с помощью лазерной спектроскопии (ЛКС) при отдаленных последствиях радиационных воздействий. //Бюлл. экспер. биол. и мед., т.10. - № 5.- 1995, с. 556-560.

2. Биленко А.А. Диагностические возможности лазерной корреляционной спектроскопии в клинической медицине // Вестн. проблем биологии и медицины. - 1997, №30, с.20-32.

3. Биленко А.А. Применение лазерной спектроскопии плазмы крови для отбора больных раком прямой кишки с колостомой для выполнения восстановительной операции // Клин. хирургия. 1998, №11, с.19-21.

4. Бондарев И.И., Соколовский В.С., Андронов Д.Ю. Сравнительная оценка адаптационных перестроек системы гомеостаза у лиц, занимающихся культуризмом и восточными единоборствами, методом лазерной корреляционной спектроскопии.//Тез. докл. конф. "Актуальные проблемы физического воспитания в ВУЗе". Донецк, 1995, с.15.

5. Возможности использования лазерной корреляционной спектроскопии для функциональной характеристики плазменного гомеостаза больных с ортопедическими повреждениями./ Терновой Н.К., Данькевич В.П., Булич П.В., Караченцева И.И., Бабенко А.Ю., Терновой К.С./ Лік.справа. 1993, № 7, с. 79-80.

6. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б. Роль адаптационных реакций в поддержании гомеостаза организма// Современные проблемы изучения и сохранения биосферы.Т.: Живые системы под внешним воздействием.- СПб.: Гидрометеоиздат, 1992, с. 124-132.

7. Журавлева А.И., Граевская Н.Д. Спортивная медицина и лечебная физкультура: Руководство для врачей. - М.: Медицина, 1993. - 432 с.

8. Земцовский Э.С. Спортивная кардиология. - СПб: Гиппократ, 1995. - 435 с.

9. Зубаренко А.В., Бажора Ю.И., Коваленко Н.Б., Андронов Д.Ю., Романчук А.П. Лазерная корреляционная спектроскопия в диагностике плазменного гомеостаза при остром воспалении /Медицинская реабилитация, курортология, физиотерапия. 1998, №3, с. 49-50.

10. Карпман B.Л., Белоцерковский 3.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине.- М.: ФиС, 1988.- 208 с.

11. Классификация результатов исследования плазмы крови с помощью лазерной корреляционной спектроскопии на основе семиотики предклинических и клинических состояний / Терновой К.С., Крыжановский Г.Н., Музычук Ю.И., Носкин Л.А., Клопов Н.В., Носкин В.А., Стародуб Н.Ф. / Укр. биохим. жур. 1998, № 2., с. 53-65.