Abstract

ACTIVITY CHANGE OF SINGLE ENZYMES OF BLOOD SERUM IN ATHLETES OF VARIOUS SPECIALIZATION AT SHORT-TERM PHYSICAL LOADING PERFORMANCE

N.M. Gorokhov, Ph. D.

The Chelyabinsk state pedagogical university, Chelyabinsk

Key words: enzymes, energy support, weightlifting and track and field athletics, taekwondo.

The purpose of the research was to study the activity of the Blood Serum enzymes of the athletes engaged in taekwondo, weightlifting and track and field athletics, in rest and after performing a short term physical loading.

After performing the physical loading the following aspects are established: in the groups of athletes engaged in track and field athletics and taekwondo, there was a reduction of the general lactate dehydrogenase’s activity, whereas in the group of athletes weight lifters there was observed an increase of the general lactate dehydrogenase’s activity.

ИЗМЕНЕНИЕ АКТИВНОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ У СПОРТСМЕНОВ РАЗНЫХ СПЕЦИАЛИЗАЦИЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Кандидат педагогических наук Н. М. Горохов
Л. В. Тимощенко

Челябинский государственный педагогический университет, Челябинск

Ключевые слова: ферменты, энергообеспечение, тяжелая и легкая атлетика, тхэквондо.

Введение. Физическая нагрузка различной интенсивности обуславливает биохимические изменения не только в мышцах, но и в крови и внутренних органах. Поступление в кровь веществ кислого характера сказывается на ее реакции. Сущность регуляции обмена веществ заключается в воздействии на скорость биохимических реакций, протекающих в клетках [7, 8, 13]. Поскольку все реакции обмена веществ осуществляются ферментами, регуляция метаболизма сводится в конечном итоге к регуляции активности ферментов. А. А. Виру, Ф. З. Меерсон считают, что функциональные перестройки при продолжительной напряженной физической работе связаны с количественным и качественным изменениями ферментов [6].

По этой причине изучение биохимических показателей, особенно активности ферментов у спортсменов разных специализаций, приобретает в последнее время особую актуальность. Анализ этих данных позволяет сделать вывод о характере, направленности и глуби не адаптационных изменений в организме спортсменов, характерных для данного вида спорта, определить активность метаболических процессов при выполнении специфических мышечных нагрузок [4, 6, 10].

По мнению В. Д. Сонькина, А. Гнетовой и Л. Потанич, активность ферментов в значительной степени зависит от структуры внутриклеточных мембран и их проницаемости [7, 8]. Концентрация вещества в клетке также регулирует направленность химического процесса. Синтез ферментов обусловлен генетически, но реализация данной программы зависит от концентрации конечного продукта реакции. Увеличение конечного продукта тормозит образование ферментов, стимулирует синтез ферментов, ответственных за реакцию [1, 3, 11, 12]. При тренированности увеличивается мощность окислительного ре синтеза АТФ в мышцах за счет роста числа митохондрий, растет количество популяций ферментов гликолиза и гликогенолиза [2, 12, 15, 17].

Целью исследования было изучение активности ферментов сыворотки крови (ЛДГ, КФК-ММ, КФК-МВ, АлТ, АсТ и концентрации креатинина) у спортсменов, занимающихся тхэквондо, легкой и тяжелой атлетикой, в покое и после выполнения кратковременной физической нагрузки.

Список сокращений: АсТ - аспартатаминотрансфераза; АлТ - аланинаминотрансфераза; ЛДГ - лактатдегидрогеназа; КФК-ММ - креатинфосфокиназа мышечной фракции; КФК-МВ - креатинфосфокиназа сердечной фракции.

Биоэнергетическое обеспечение кратковременной напряженной мышечной работы осуществляется за счет процессов освобождения энергии фосфорорганических соединений (преимущественно КрФ) и гликолиза [1, 6, 11 13]. С запозданием развертываются и аэробные механизмы энергообеспечения мышечной работы. По мнению С. Х. Хайдарлиу, П. Хочачка и других ученых, максимальных значений аэробная производительность достигает в условиях выполнения длительной мышечной работы [12, 13].

Для каждого человека, как считают Н. А. Фомин, Ф. З. Меерсон, А. Г. Дембо и другие, неоспоримым фактором является то, что совершаемая мышечная работа по энергозатратам отлична от таковых другого человека, совершающего такую же работу [4, 6, 10].

Методы исследования. Исследовались лица от 18 до 23 лет. Их общее количество составило 121 человек. Группы были образованы исходя из специфической направленности тренировочного процесса и состояли из спортсменов (экспериментальная группа), занимающихся тхэквондо, тяжелой атлетикой (по 26 человек) и легкой атлетикой (36 человек). Звание КМС имели 34 человека.

В контрольную группу вошли здоровые, не занимающиеся спортом мужчины (33 человека от 18 до 28 лет).

Исследования проводились в состоянии покоя и после выполнения физической нагрузки, в утренние часы натощак. Физическая нагрузка состояла из 40 интенсивных приседаний (угол между бедром и голенью - 900).

В венозной крови определяли активность ферментов ЛДГ, КФК-ММ, КФК-МВ, АлТ, АсТ и креатинина сыворотки крови с помощью биохимического анализатора "Labsystems" ФП-901.

Методы определения активности ферментов. Активность АлТ и АсТ определяли с помощью кинетического оптимизированного метода (IFCC-MONO-1985 г.); КФК-ММ - с помощью кинетического метода, основанного на методике Розальски; КФК-МВ - с помощью метода с иммунным ингибированием, базирующегося на методике Roberts (1976); активность общей ЛДГ - с помощью кинетического метода, основой которого является оптический тест Варбурга; концентрацию креатинина в сыворотке крови - по псевдокинетическому двухточечному методу, который основан на реакции Яффе [5].

Нормальные величины активности ферментов в сыворотке крови:

АсТ: мужчины - до 42,0 Е/л; АлТ: мужчины - до 37,0 Е/л; ЛДГ: 225-450 Е/л; КФК-ММ: мужчины - до 195,0 Е/л; КФК-МВ: до 25,0 Е/л; креатинин сыворотки крови: мужчины - 44-100 мк/Моль/л. Ферментативная активность указана в международных единицах (Е/л), креатинин - в м/Моль/л) [5].

Статистическая обработка результатов исследований производилась с помощью программы Microsoft Excel.

Результаты исследования. Анализ данных активности ферментов сыворотки крови в экспериментальных группах по отношению к аналогичным данным в контрольной позволил установить достоверные различия в показателях (р<0,05) до и после выполнения физической нагрузки. Различие в показателях активности АлТ в группе спортсменов тяжелоатлетов как в покое, так и после выполнения нагрузки, и общей ЛДГ в группе тяжелоатлетов после выполнения нагрузочного теста к данным в контрольной группе недостоверно (p** - недостоверно).

При анализе результатов исследований, представленных на рис. 1 и 2, установлено, что среди обследованных лиц наибольшая активность ферментов сыворотки крови наблюдается в группе легкоатлетов как в условиях покоя, так и после выполнения физической нагрузки. У спортсменов, занимающихся тхэквондо, активность ферментов находится в верхних пределах физиологической нормы. У спортсменов тяжелоатлетов и лиц контрольной группы активность ферментов сыворотки крови находится в пределах нормы.

В группе спортсменов, занимающихся тхэквон-до, активность АсТ, АлТ, КФК-МВ после выполнения мышечной работы увеличилась на 4,0 % (26,2±2,35 Е/л); 7,6 % (15,9±0,75 Е/л) и 47,7 % (12,2±0,55 Е/л) соответственно относительно аналогичных показателей, зарегистрированных в условиях покоя. Активность общей ЛДГ и КФК-ММ после выполнения нагрузки уменьшилась на 7,7 % (343,3±8,79 Е/л) и 6,5 % (250,2±7,43 Е/л) соответственно по сравнению с данными значениями в условиях покоя. Концентрация креатинина в сыворотке крови после выполнения нагрузки возросла на 3,4 % (92,7±3,26 Ммоль/л). К различиям в показателях применимо р<0,05.

В группе спортсменов легкоатлетов активность АсТ, АлТ, КФК-МВ после выполнения физической нагрузки увеличилась на 4,4 % (45,4±3,88 Е/л), 19,2 % (31,0±3,36 Е/л) и 48,5 % (19,3±1,69 Е/л) соответственно. Активность общей ЛДГ и КФК-ММ уменьшилась на 17,6 % (430,3±8,43 Е/л) и 7,2 % (19,3±1,69 Е/л) соответственно. Концентрация креатинина в сыворотке крови увеличилась на 3,9 % (19,3±1,69 М моль/л). К различиям в показателях применимо р<0,05.

В группе спортсменов тяжелоатлетов после выполнения нагрузочного теста увеличилась активность ферментов сыворотки крови: АсТ, АлТ и об щей ЛДГ на 3,4 % (21,0±3,35 Е/л), 15,1 % (21,4±2,28 Е/л), 7,4 % (287,0±6,83 Е/л) соответственно по сравнению с аналогичными показателя ми, зарегистрированными в условиях покоя. Активность КФК-ММ уменьшилась на 4,1 % (168,1±3,55 Е/л). Активность КФК-МВ и концентрация креатинина в сыворотке крови после выполнения нагрузки в 40 приседаний увеличились на 6,5 % (13,2±1,06 Е/л) и 18,5 % (112,8±6,36 моль/л) со ответственно (р<0,05). К различиям в показателях применимо р<0,05.

Из литературных источников (таблица Neumann, 1987) [9] можно сделать вывод о том, что процент вклада аэробного и анаэробного источников в общий энергетический расход при выполнении физической нагрузки в 40 приседаний может обеспечиваться фосфагенными на 15 %, лактатными - на 60 % и аэробными источниками - на 25 % энергии соответственно.

Уменьшение количества КФК-ММ в сыворотке крови в группах обследуемых лиц, по видимому, связано с тем, что в начале работы ресинтез АТФ идет за счет расщепления КрФ. Затем происходит включение лактатной фазы энергообеспечения мышечной работы. С использованием этих источников энергии, возможно, связано снижение активности общей ЛДГ после выполнения нагрузки.

Увеличение активности АсТ и АлТ после выполнения физической нагрузки, по видимому, связано с активацией трансаминирования и разрушением аминокислот, которые окисляются до альфакетокислот и "сгорают" в цикле Кребса.

Увеличение активности КФК-МВ возможно с началом процесса фосфорилирования АТФ из креатинфосфата (энергетика мышечного сокращения сердечной мышцы может обеспечиваться за счет гликолиза, гликогенолиза, креатинфосфата и цикла Кребса).

Увеличение концентрации креатинина после выполнения физической нагрузки обусловлено использованием в энергетическом обмене креатин фосфата. Повышение тренированности ведет к более экономному расходу КрФ, и содержание креатинина в крови растет в меньшей степени. Конт роль за динамикой креатинина крови при различных видах физической нагрузки позволяет судить о состоянии всей креатинфосфокиназной системы [14, 16].

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы. После выполнения физической нагрузки установлено следующее:

Рис. 1. Активность ферментов сыворотки крови у спортсменов, занимающихся тхэквондо, легкой и тяжелой атлетикой, и лиц контрольной группы в условиях покоя (р<0,05)

1. В группах спортсменов, занимающихся легкой атлетикой и тхэквондо, произошло снижение активности общей ЛДГ.

2. В группе спортсменов тяжелоатлетов наблюдалось увеличение активности общей ЛДГ.

3. Во всех исследуемых группах спортсменов выявлено достоверное снижение активности КФК-ММ, увеличение активности КФК-МВ, увеличение активности АлТ, АсТ и концентрации креатинина в сыворотке крови.

Рис. 2. Активность ферментов сыворотки крови у спортсменов, занимающихся легкой, тяжелой атлетикой, и лиц контрольной группы после выполнения физической нагрузки (р<0,05)

1. Анисимов, А. А. Основы биохимии [Текст]: учеб. для студентов спец. ун-тов / А. А. Анисимов . - М.: Высш. шк., 1996. - С. 551.

2. Богатов, Ф. Ф. Типологические особенности энергетического обеспечения мышечной деятельности и работоспособность лыжников гонщиков [Текст]: Мордов. гос. пед. ин-т. / Ф. Ф. Богатов . - Саранск, 1999. - С. 24.

3. Бышевский, А. Ш. Биохимия для врача [Текст] / А. Ш. Бышевский, О. А. Терсенов. - Екатеринбург: Издательско-полиграфическое предприятие "Уральский рабочий", 1994. - С. 25-31.

4. Дембо А. Г. Врачебный контроль в спорте [Текст] / А. Г. Дембо. - М.: Медицина, 1988. - С. 159.

5. Камышников, В. С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике [Текст] / В. С. Камышников. - В 2 т. - Минск: Беларусь, 2000. - С. 171-452.

6. Меерсон, Ф. З. Адаптация к стрессорным и физическим нагрузкам [Текст] / Ф. З. Меерсон, М. Г. Пшенникова. - М.: Медицина, 1988. - С. 19-35.

7. Сонькин, В. Д. Метаболические и гомеостатические факторы мышечной работоспособности [Текст] / В. Д. Сонькин // Всерос. конф. - Пущино, 1996. - С. 50-51.

8. Спортивная медицина [Текст] Справочное издание. / А. Гнетова, Л. Потанич: пер. с англ. - М.: Терра-Спорт, 2003. - С. 159.

9. Коц, Я. М. Спортивная физиология [Текст] / Я. М. Коц. - М.: Физкультура и спорт. - 1986. - С.159.

10. Фомин Н. А. Физиологические основы двигательной активности [Текст] / Н. А. Фомин, Ю. Н. Вавилов. - М.: Физкультура и спорт, 1991. - С. 41-109.

11. Хазанов, А. И. Функциональная диагностика болезней печени [Текст] / А. И. Хазанов. - М.: Медицина, 1988. - С. 304.

12. Хайдарлиу, С. Х. Функциональная биохимия адаптации [Текст] / С.Х. Хайдарлиу. - Кишинев: Штиинца, 1984. - С. 272.

13. Хочачка, П. Биохимическая адаптация [Текст] / П. Хочачка, П. Дж. Сомеро. - М.: Мир, 1988. - С. 568.

14. Burke Darren G., Silver Shawn, et al. The effect of continuous low dose creatine supplementation on force, power, and total work // Int. J. Sport Nutr. and Exercise Metab. - 2000. 10. - № 3. - P. 235-244.

15. Lepers R., Martin A et al. Changes in the neural and contractile properties of the quadriceps muscle after a prolonged cycling exercise: - Pap. 25 e Congres de la Societe de biomecanique et al. He Congres de la Societe canadiene de biomecanique, Montreal, 23 26 aout, 2000. Arch. // Physiol. and Biochem. - 2000. - 108. - № 1 2. - P. 152.

16. Silber M. L. Scientific facts benind creatine monohydrate as nutrition supplement. // J. Sports Med. and Phys. Fitness. - 1999. - 39. - № 3. - P. 179-188.

17. Тhayer R, Collins J., Noble E. G, Taylor A. W. A decade of aerobic endurance training: Histological evidence for fibre type transfomation. // Sports Med. and Phys. Fittness. - 2000. - 40. - № 4. - P. 284-289.