Повышение выносливости и работоспособности спортсменов во время соревнований и тренировок - наиболее актуальный вопрос в практике спорта. Основное направление в решении этой проблемы заключается в создании и применении специализированных пищевых продуктов широкого спектра действия, состоящих их различных биологически активных компонентов, объединенных по принципу совместимости и синергизма. Такие пищевые продукты должны включать различные низко- и высокомолекулярные вещества: белки, витамины, аминокислоты, минеральные соли и др. [2, 6, 10, 19, 20]. Подход, основанный на нутритивной поддержке физической работоспособности спортсменов во время усиленных тренировок и соревнований, должен учитывать интенсивность проходящего у них в этих условиях обмена веществ. Способность расширять узкие звенья обмена веществ, улучшать течение энергетических процессов, отсутствие токсичности обусловливают высокую эффективность и безопасность специализированных пищевых продуктов, предназначенных для питания спортсменов. Применение этих продуктов в практике спорта значительно расширяет возможности нефармакологической медицинской поддержки спортивной деятельности [17].
Проблема нутритивной коррекции приобретает особое значение при интенсивной мышечной деятельности, выполняемой спортсменами на грани физиологических возможностей их организма и свойственной процессу развития специальной выносливости в спортивных единоборствах. При нагрузках максимальной и субмаксимальной мощности, когда обмен веществ становится очень интенсивным, особенно важно обеспечить высокий уровень потребления биологически активных веществ [5].
Для более эффективного восстановление функционального состояния спортсменов после проведенных ими интенсивных тренировок или соревнований была разработана специальная система их нутритивной поддержки. Она представляет комплекс специализированных продуктов, разработанных для профессиональных спортсменов: высокобелковый продукт "Cпортеин®" и аминокислотный продукт "Cпортамин®". Высокобелковый продукт "Cпортеин®" содержит концентрат сывороточного белка, аминокислоты L-аргинин и L-глютамин, витаминно-минеральный комплекс, растворимые пищевые волокна, ароматические и вкусовые добавки, содержание белка в продукте составляет не менее 70%. В состав аминокислотного продукта "Cпортамин®" входят аминокислоты с разветвленной боковой цепочкой - L-валин, L-лейцин, L-изолейцин, а также L-аргинин и растворимые пищевые волокна [8, 14, 15].
Целью исследования была оценка влияния указанных выше специализированных высокобелковых продуктов (СВП) на функциональное состояние спортсменов-единоборцев.
Материал и методы
Наблюдали 50 спортсменов в возрасте 13-18 лет - учащихся школ Москомспорта по спортивным единоборствам, занимающихся греко-римской борьбой, дзюдо, вольной борьбой (Московское специальное училище олимпийского резерва № 1, специализированная ДЮСШ по греко-римской борьбе "Спарта", Москва).
Клиническое обследование спортсменов проводили в рамках 21-дневного действующего учебно-тренировочного сбора. Все обследуемые до начала и в течение всего сбора получали полноценное питание с содержанием (по суточной калорийности) 15% белка, 25% жира, 69% углеводов. Во время прохождения сбора все спортсмены дополнительно к рациону получали указанные выше специализированные биологически активные продукты по следующей схеме: "Спортеин®" - 2 порции в день (утром во время завтрака и за 1-1,5 ч до сна); "Спортамин®" - по 4 таблетки в день после тренировки.
К началу обследования у спортсменов не было существенных отклонений в состоянии здоровья. В соответствии с условиями проведения наблюдения всем испытуемым в начале и конце эксперимента (1-й и 21-й дни) проводили общее врачебное, антропометрическое и клинико-биохимическое обследование. Фиксировали следующие показатели функционального и клинического состояния организма: рост, массу тела, индекс массы тела, частоту сердечных сокращений (ЧСС) в покое, артериальное давление - систолическое и диастолическое, температуру тела, динамометрию кистей обеих рук, жизненную емкость легких [13], записывали ЭКГ в состоянии покоя и в ходе велоэргометрического теста, проводимого с помощью компьютерного электрокардиоанализатора ЭК12К-01 "Альтон"; анализировали состав тела (на анализаторе биоимпедансном "Диамант-АСТ" неинвазивным методом интегральной двухчастотной импедансометрии); данные экспресс-диагностики функциональной готовности спортсмена, которую проводили по методу С.А. Душанина с оценкой энергетического баланса [3]; изучали результаты проб с дозированными физическими нагрузками и расчетом физической работоспособности (редуцированный 2-ступенчатый возрастающий ВЭМ-тест, во время выполнения которого оценивали параметры, характеризующие напряжение организма), показатели эффективности мобилизации физиологических резервов адаптации и общей физической работоспособности - PWC170 [7, 11-13].
Клинико-биохимические исследования проводили с помощью закрытой аналитической системы "Cobas-6000" (Roche) [7]. В крови, взятой натощак из локтевой вены, определяли следующие показатели: гемоглобин, мочевину, креатинин, билирубин общий, аспартаминотрансферазу (АСТ), аланинаминотрансферазу (АЛТ), щелочную фосфатазу (ЩФ), креатинкиназу, железо сывороточное, натрий, калий, кортизол и тестостерон, иммуноглобулины (Ig) классов А, М, G, (как показатели иммунологического статуса организма) [6, 12]. Для биохимической оценки воздействия физической нагрузки использовали зависимость действия лактата с расчетом мощности аэробных процессов (Мпано) как характеристики выносливости спортсменов [7]. Для этого в периферической крови, взятой из пальца, до начала ВЭМ-теста, в ходе его выполнения и после его окончания (в фазе восстановления) определяли с помощью указанной выше системы "Cobas-6000" (Roche) содержание лактата. На протяжении всего периода обследования за состоянием здоровья спортсменов проводился врачебный контроль, в ходе которого регистрировали субъективные и объективные показатели. По завершению применения указанных выше СВП было проведено закрытое анкетирование спортсменов (с помощью специального опросника) с целью оценки их субъективных ощущений [1, 9].
Все полученные данные были обработаны статистически с использованием критерия Стьюдента-Фишера с вычислением средней арифметической (М) и ее ошибки (m). Значения тестовых показателей подвергали математико-статистической обработке с использованием компьютерной программы Microsoft Excel 2007.
Результаты и обсуждение
Проведенная оценка физической работоспособности всех единоборцев, участвовавших в обследовании, показала ее увеличение как в абсолютном значении, так и при расчете рассчитанном на единицу массы тела (табл. 1).
При физических нагрузках существенные адаптивные изменения происходят в функциональном состоянии нервно-мышечной системы [11]. Одним из критериев адаптивности является Мпано, рассчитываемая в ходе выполнения тестирующих нагрузок по интенсивности действия лактата на пороге анаэробного обмена (равном 4 мМоль/л), что отражает эффективность использования вырабатываемой энергии. В наших исследованиях после использования СВП у всех спортсменов происходил прирост этого показателя в среднем на 15,42±1,35%.
Физическая форма быстро восстанавливалась на фоне более высоких показателей работоспособности, в частности при наличии у испытуемых более низкого пульса при выполнении работы. Если рассматривать ЧСС (табл. 2) как показатель, характеризующий средний уровень кровообращения в сердечно-сосудистой системе, можно заключить, что этот показатель у спортсменов после применения указанных пищевых продуктов в целом понизился. Из этого следует, что механизмы энергообеспечения, саморегуляции и мобилизации адаптационных систем спортсменов функционируют при приеме СВП с меньшим напряжением, а значит, последние способствуют более экономичному режиму функционирования протекающих в организме физиологических и биохимических процессов, обеспечивая адекватную гемодинамику при меньших затратах энергии.
Проведенное тестирование позволило оценить характер адаптации сердца спортсменов к нагрузке. До применения указанных СВП у ряда спортсменов выявлены различные изменения, возникшие под влиянием нагрузки: нарушения ритма (появление экстрасистолии), изменения ЭКГ (рис. 1), признаки гемодинамической перегрузки. После окончания приема СВП частота физиологических нарушений и различных отклонений в работе сердечно-сосудистой системы, препятствующих выполнению тренировочной работы, уменьшилась. Отмеченный кардиотерапевтический эффект, по всей вероятности, определяется и положительным влиянием белково-аминокислотных препаратов на электролитный обмен в миокарде, что косвенно подтверждается исследованием содержания в сыворотке крови натрия и калия. Можно предположить, что аргинин, содержащийся в повышенных количествах в рассматриваемых СВП, являясь предшественником оксида азота, способствует улучшению сосудистой микроциркуляции и релаксации кровеносных сосудов. Таким образом, применение используемых нами белково-аминокислотных препаратов позволяет снизить у спортсменов синдром перенапряжения сердечно-сосудистой системы.
Сравнительный анализ волновой структуры сердечного ритма у исследуемых спортсменов показал определенную взаимосвязь между параметрами физической работоспособности и степенью напряжения механизмов вегетативной регуляции (рис. 2). Очевидно, можно предполагать, что используемые СВП обладают выраженным эффектом влияния на адаптацию сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам, что ведет к увеличению выносливости организма спортсменов. Положительно воздействуя на вазотоническую направленность вегетативных функций, эти препараты обеспечивают долговременную адаптацию к физическим нагрузкам и способствуют ускоренному восстановлению работоспособности после физических нагрузок.
Положительное влияние оказывают предложенные СВП и на биохимические параметры крови спортсменов (табл. 3). Одним из показателей, характеризующих степень восстановления после интенсивных физических нагрузок, является, как известно, уровень мочевины в крови [16]. Как видно из табл. 3, в среднем этот показатель в период исследования оставался достаточно высоким, что свидетельствует о большом объеме физической работы, выполняемой спортсменами. Однако после 21-дневного приема указанных СВП содержание мочевины в крови уменьшается на 15%.
В свою очередь, известно, что уровень лактата в крови отражает активность гликолиза, а уровень креатинина крови служит показателем выраженности важнейшего пути энергообеспечения мышечной работы, опосредующего поступление макроергических соединений к сократительным белкам через систему креатинфосфата [4].
Результаты исследования показали, что на фоне применения СВП наблюдался относительно более низкий уровень в крови (по сравнению с исходным) креатинина как в покое, так и после физического напряжения (см. табл. 3). Максимальный уровень лактата оказался выше у спортсменов до начала приема указанных препаратов. Таким образом, при лучших значениях работоспособности после применения у спортсменов отмечено более полное восстановление биохимических показателей. При этом обращает на себя внимание снижение в результате применения используемых препаратов уровня билирубина, активности АЛТ, АСТ и ЩФ (см. табл. 3), что способствует профилактике синдрома перенапряжения организма.
Установлено, что на фоне значительных физических и эмоциональных нагрузок практически всегда нарушается иммунный статус организма [18, 19, 21], поэтому коррекция состояния иммунной системы перспективна для улучшения работоспособности и повышения спортивных результатов. В наших исследованиях, как видно из табл. 4, у спортсменов, принимавших СВП, в конце наблюдения отмечен прирост уровня Ig классов A, G, M по сравнению с исходным периодом. Это позволяет заключить, что указанные продукты обладают иммуностимулирующим эффектом у спортсменов с пониженным уровнем иммуноглобулинов. Указанные СВП на фоне физических нагрузок оказывают иммунопротекторное действие, нормализуя пониженные показатели иммунной системы спортсменов, что также сказывается на повышении их выносливости к физическим нагрузкам.
Анализ проведенных исследований продемонстрировал (табл. 5) отсутствие у обследуемых значимых различий показателей антропометрии. Однако у них обнаружена тенденция к заметному усилению потребления жировых запасов организма при 3-недельном применении СВП, которые препятствует снижению массы тела спортсменов, о чем свидетельствует уменьшение абсолютной и относительной жировой массы тела в конце эксперимента. При этом показатели мышечной массы не только не снижаются, но и имеют тенденцию к увеличению.
Исследование важнейшего гормона гипоталамогипофизарно-надпочечниковой системы - кортизола выявило другую тенденцию: после применения указанных СВП концентрация кортизола в крови уменьшилась на 8,21±1,01%, в то время как уровень тестостерона увеличивается на 3,94±0,35% (табл. 6). Иными словами, используемые пищевые продукты оказывают выраженное антикатаболическое влияние, поскольку соотношение тестостерона и кортизола (главный индикатор анаболического статуса) повышается.
Таблица 1. Оценка физической работоспособности спортсменов (M±m)
Таблица 2. Показатели работы сердечно-сосудистой системы спортсменов (M±m)
Рис. 1. ЭКГ у спортсменов до (а) и после (б) применения специализированных высокобелковых продуктов
Рис. 2. Тип вегетативной и сердечно-сосудистой системы у спортсменов до (а) и после (б) применения специализированных высокобелковых продуктов
Существенное значение в оценке нервной деятельности имеют показатели субъективного состояния [1, 9]. Показано сокращение количества жалоб при интервьюировании обследуемых (тест субъективной оценки состояния здоровья, данной с помощью специализированного опросника) после применения СВП. Показатели эффективности работы, помехоустойчивости, адаптивности и уровня эмоциональной устойчивости значительно улучшались на фоне приема данных пищевых продуктов. Так, повышение работоспособности и увеличение выносливости отметили 36,41±0,74%, ускорение восстановления - 38,81±0,65%, усиление желания тренироваться - 40,83±0,81% обследованных спортсменов. Динамика изученных показателей может свидетельствовать о более быстром темпе гомеостатических реакций функционально-психического состояния спортсменов (табл. 7).
Таблица 3. Биохимические исследования крови спортсменов (M±m)
Таблица 4. Показатели иммунного статуса у спортсменов (M±m)
Проведенные исследования показали, что у большинства обследованных нами спортсменов без заметных отклонений в состоянии здоровья в ходе тренировок и подготовки к соревнованиям были обнаружены выраженные признаки переутомления, неполного восстановления физических сил и психологического состояния, сниженный резерв адаптации сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам, что свидетельствует о недостатках существующей системы физической подготовки юных спортсменов. Использование на фоне рационального питания указанных СВП способствуют более полному и быстрому восстановлению функциональных и физических сил. На фоне интенсивных физических нагрузок данные препараты оказывают иммунопротекторное действие, ускоряют восстановление физиологических показателей, а также способствуют лучшей адаптации сердечно-сосудистой системы. Иными словами, применение СВП обеспечивает прирост работоспособности спортсменов. После их применения наблюдаются положительные изменения в системе кровообращения, а также других физиологических показателей, свидетельствующих о более выраженной экономизации функции аппарата кровообращения и протекающих в организме обменных процессов, что особенно характерно в фазе восстановления сил спортсменов. Исследование функционального состояния нервномышечной системы, проведенное на фоне применения указанных пищевых продуктов, выявило повышение адаптивности нервно-мышечного аппарата к физическим нагрузкам: в крови спортсменов происходило снижение уровня креатинина в покое и более эффективное восстановление уровней лактата и креатинина после тренировок и соревнований. Это свидетельствует о том, что СВП способствуют более полному восстановлению физиологических параметров, включая и психологическое состояние спортсменов.
Таким образом, предложенные СВП могут быть рекомендованы в качестве эффективного средства повышения работоспособности спортсменов, улучшения переносимости интенсивных физических нагрузок и сокращения реабилитационного периода после физической нагрузки. Более выраженного положительного действия этих пищевых продуктов на организм можно добиться при их регулярном систематическом употреблении с учетом этапа тренировочного процесса и индивидуальной дозировки, а также, возможно, при увеличении суточной дозы потребления продуктов, особенно в ситуации, когда физическое состояние находится на грани нормы и патологии.
Таблица 5. Антропометрические показатели спортсменов (M±m)
Таблица 6. Содержание кортизола и тестостерона в крови у обследуемых спортсменов (M±m)
Таблица 7. Функционально-психическое состояние спортсменов (M±m)
Настоящая работа выполнена по государственному контракту с Департаментом физической культуры и спорта г. Москвы.
Литература
1. Антохин А.В., Родионов А.В. // Спортивный психолог. - 2007. - № 1. - С. 79-86.
2. Артемова Э.К., Савко И.Д., Шахгельдян Ф.Г. О метаболической реакции организма на физические нагрузки различного характера // Физиология мышечной деятельности: Тез. докл. междунар. конф. - М., 2000. - С. 20-21.
3. Душанин С.А. Система многофакторной экспресс-диагностики функциональной подготовленности спортсменов при текущем и оперативном врачебно-педагогическом контроле. - М.: ФиС, 1986. - 24 с.
4. Корженевский А.Н., Кургузов Г.В., Филиппова Ю.В. // Теория и практика физ. культуры. - 2009. - № 1. - С. 44-48.
5. Коровников К.А., Бренц М.Я., Славгородская И.П., Беляев В.С. Значение дифференцированного питания в адаптации спортсменов разных специализаций к физическим нагрузкам // Сборник научных трудов. "Роль факторов питания при адаптации организма к физически нагрузкам". Комитет по физ. Культуре и спорту при Совете Министров РСФСР, Ленинград. НИИ физ. культуры. - Л., 1986. - С. 6-14.
6. Коц Я.М. Спортивная физиология. - М.: Физкультура и спорт, 1986. - 207 с.
7. Михайлов С.А. Спортивная биохимия. - М.: Советский спорт, 2006. - 260 с.
8. Мироедов Р .Ю. Разработка технологии специализированного высокобелкового продукта для питания спортсменов: Автореф. дис. - канд. тех. Наук. - М., 2008. - 25 с.
9. Муфтахина Р.М., Шаяхметова Э.Ш. // Теория и практика физ. культуры. - 2009. - № 4. - С. 76-77.
10. Олейник С.А., Гунина Л.М. Спортивная фармакология и диетология. - М.: И.Д. Вильямс, 2008. - 256 с.
11. Пойманов В.П., Петухов В.Е. Спортивная борьба. Ежегодник. - 1981. - С. 57-60.
12. Рогозкин В.А. Биохимическая диагностика в спорте. - Л.: Наука, 1988. - 50 с.
13. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология спорта: Учебное пособие. - СПбГАФК им. П.Ф. Лесгафта, 1999. - 345 с.
14. "Спортамин®. - инновационный продукт" [Электронный ресурс]. - http: // www.ac-t.ru/product/sportamin/index.php.
15. "Спортеин® - инновационная формула" [Электронный ресурс]. - http: // www.ac-t.ru/product/sportein/index.php.
16. Халмухамедов Р.Д. Динамика работоспособности единоборцев на послесоревновательных этапах в связи с особенностями восстановления массы тела: Автореф. дис. - канд. пед. наук: ГЦОЛИФК. - М., 1990. - 20 с.
17. Харгривс М. Метаболизм в процессе физической деятельности. - Киев: Олимпийская литература, 1998. - 285 с.
18. Brenner K.M., Shek P.N., Stephard R.J. // Sports Med. - 1994. - Vol. 17. - P. 86-107.
19. Gleeson M. // Nutr. Rev. - 2006. - Vol. 64, N 3. - P. 119-131.
20. Goodman M.N., Ruderman N.B. // Exerc. Sport Sci. - 1982. - N 10. - P. 1-26.
21. Pedersen B.K., Rohde T., Ostrowski K. // Acta Physiol. Scand. - 1998. - Vol. 162. - P. 325-332.