ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ФІЗИЧНОЇ

КУЛЬТУРИ І СПОРТУ

КОВАЛЬ ІЛОНА ВАСИЛІВНА

УДК 796. 072.2

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТРЕНУВАЛЬНОЇ І ЗМАГАЛЬНОЇ

ДІЯЛЬНОСТІ СПОРТСМЕНІВ ЗА ДОПОМОГОЮ КОРЕКЦІЇ СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗНОЇ ЛАНКИ АНТИОКСИДАНТНОЇ

СИСТЕМИ

24.00.01 – Олімпійський і професійний спорт

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата наук з фізичного

виховання і спорту

КИЇВ – 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державному науково-дослідному інституті фізичної культури і спорту, Державний комітет України з питань фізичної культури і спорту.

Науковий керівник: доктор педагогічних наук, професор

Смульський Валерій Леонідович,

Академія фізичної культури і спорту Гданська,

професор кафедри теорії і методики ігрових видів

спорту та спортивної боротьби;

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Ященко Алла Григорівна,

Державний науково-дослідний інститут фізичної

культури і спорту, головний науковий співробітник

лабораторії діагностики функціонального стану

спортсменів;

кандидат наук з фізичного виховання і спорту

Пуцов Олександр Іванович,

Національний університет фізичного виховання і

спорту України, завідувач кафедри силових видів

спорту і фехтування.

Провідна установа: Львівський державний інститут фізичної культури,

кафедра анатомії та фізіології, Державний комітет

України з питань фізичної культури і спорту, м. Львів.

Захист відбудеться "22" вересня 2003 р. о 16 год. 00 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.856.01 Державного науково-дослідного інституту фізичної культури і спорту (03680, м. Київ-150, вул. Фізкультури, 1).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного університету фізичного виховання і спорту України (03680, м. Київ-150, вул. Фізкультури, 1).

Автореферат розісланий "13" серпня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Г.В. Коробейніков

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Аналіз даних наукової літератури свідчить про те, що напружена м’язова діяльність значно впливає на функціональний стан ферментативної ланки антиоксидантної системи (АО-системи) організму, що проявляється рядом змін активності ключових ферментів цієї ланки в тканинах організму експериментальних тварин та крові людини [Бобырев В.Н., Почерняева В.Ф., 1994; Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Смульский В.Л., 1992, 1997].

Особлива роль в механізмі антиоксидантного захисту належить надзвичайно важливому її компоненту – супероксиддисмутазній ланці (СОД-ланка) [Дубинина Е.Е., 1988; Fridovich I., 1978, 1997; Marclund S.L., 1984; Rush J.W. et al., 2000]. У зв'язку з цим, пізнання особливостей функціонування і знаходження шляхів підвищення ефективності даного механізму за умов значних м’язових навантажень слід розглядати як один з перспективних наукових напрямів в галузі знаходження ергогенних засобів серед факторів харчування і фармакологічних препаратів, здатних підвищити стійкість організму до фізичних навантажень, і як наслідок – підвищити ефективність тренувальної та змагальної діяльності спортсменів.

Усі викладені факти обумовлюють актуальність питання, що розглядається, і доцільність подальшого його вивчення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами і темами.

Дисертаційну роботу виконано згідно тематики Зведеного плану науково-дослідних робіт у сфері фізичної культури і спорту "Вивчення використання препаратів природного і синтетичного походження в процесі підготовки спортсменів збірних команд України" на 1998-2000 роки, шифр теми 2.3.7 (номер держреєстрації 01994U000945), на 2001-2005роки, шифр теми 1.3.2 (номер держреєстрації 0101U004951), а також розділу пункту 91 Цільової комплексної програми "Фізичне виховання - здоров?я нації".

Роль автора в реалізації цієї наукової програми полягає в самостійному вирішенні одного з її окремих завдань.

Мета дослідження – науково обґрунтувати та впровадити в практику підготовки спортсменів засоби фармакологічної корекції СОД-ланки АО-системи організму з метою підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності.

Завдання дослідження:

1.

2.

3.

4.

Об’єкт дослідження – процес управління тренувальною та змагальною діяльністю спортсменів.

Предмет дослідження – фармакологічна корекція СОД-ланки АО-системи організму спортсменів за умов напруженої м’язової діяльності.

Наукова новизна отриманих результатів. Поряд з відомими науковими даними про стан СОД-ланки АО-системи організму під час м’язової діяльності отримані нові дані, що стосуються можливості фармакологічної корекції цієї ланки з метою підвищення стійкості організму спортсменів до напружених тренувальних та змагальних навантажень.

За експериментальних умов виявлені особливості змін показників антиоксидантного статусу у крові (вміст малонового діальдегіду (МДА) і СОД-активність) при максимальному за потужністю фізичному навантаженні у спортсменів – представників окремих видів спорту.

На основі результатів експериментальних досліджень та їх теоретичного узагальнення обґрунтовано вибір засобів фармакологічної корекції стану СОД-ланки АО-системи, які дозволяють підвищити стійкість організму до фізичних навантажень.

Вперше було науково обґрунтовано застосування мідьвміщуючого препарату "Церулоплазмін", комплексу металів-кофакторів СОД, а також N-ацетилцистеїну з метою підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності спортсменів.

Практичне значення отриманих результатів. Практичне значення одержаних результатів полягає в обґрунтуванні використання перспективних препаратів (церулоплазміну, комплексу металів-кофакторів СОД, N-ацетилцистеїну) з метою підвищення фізичної працездатності спортсменів у тренувальній та змагальній діяльності. Наукові положення роботи є підґрунтям для розробки засобів і схем корекції СОД-ланки АО-системи з метою підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності спортсменів. У галузі спортивної фізіології та біохімії запропоновано новий науково-обґрунтований спосіб підвищення стійкості організму до напруженої м’язової діяльності шляхом корекції стану АО-системи, зокрема, її СОД-ланки.

Результати досліджень впроваджено в навчальний процес на кафедрі біології людини НУФВСУ, а також в практику підготовки збірних команд з академічного веслування, легкої атлетики, волейболу, художньої гімнастики, спортивної ходьби, спортивних єдиноборств.

Результатом дисертаційної роботи є практична апробація науково-обґрунтованих практичних рекомендацій щодо підвищення стійкості організму спортсменів до напруженої м’язової діяльності, які втілені в актах впровадження.

Особистий внесок здобувача. Внесок автора полягає у самостійному обґрунтуванні теми і задач роботи, розробці теоретичних основ та наукового підходу до вирішення питань, пов’язаних з темою дисертації, організацією та проведенням експериментальних досліджень, отриманні фактичного матеріалу, теоретичному аналізі отриманих даних, а також у розробці практичних рекомендацій щодо використання засобів корекції СОД-ланки АО-системи в процесі тренувальної та змагальної діяльності з метою підвищення стійкості організму спортсменів до напруженої м’язової діяльності.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації викладені та обговорені на IV міжнародному науковому конгресі "Олімпійський спорт і спорт для всіх: проблеми здоров'я, рекреації, спортивної медицини та реабілітації" (Київ, 2000), на V (Львів, 2001) і VІ (Львів, 2002) Міжнародних наукових конференціях "Молода спортивна наука України", на науково-методичних конференціях кафедри біології людини НУФВСУ та засіданнях лабораторії харчування спортсменів ДНДІФКС в 1999-2002 рр.

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 8 наукових праць, з яких самостійно підготовлено 4 статті, опублікованих у фахових виданнях затверджених ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п’яти розділів, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел та додатків, ілюстрована 20 таблицями і 19 рисунками. Загальний обсяг дисертації складає 174 сторінки. У роботі використано 210 літературних джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено мету, завдання, об’єкт і предмет досліджень, розкрито наукову новизну і практичне значення роботи, особистий внесок дисертанта, дані про апробацію роботи та про впровадження її в практику.

Перший розділ дисертації "Роль СОД-ланки АО-системи у виявленні стійкості організму до напруженої м’язової діяльності" присвячено теоретичному аналізу літератури про вплив напруженої м’язової діяльності на функціональний стан ферментативної ланки
АО-системи організму спортсменів.

У механізмі захисту клітин від токсичної дії інтермедіатів одноелектронного відновлення кисню під час напруженої м’язової діяльності надзвичайно важлива роль належить АО-системі організму, основними компонентами якої є декілька антиоксидантних ферментів, а також жиророзчинні та водорозчинні антиоксиданти [Воскресенский О.Н. и др., 1982; Смульский В.Л., 1992; Aruoma H.I., 1994; Karlsson J., 1997].

Одним із основних антиоксидантних ферментів є внутрішньоклітинна СОД–фермент, який інактивує (дисмутує) супероксидний аніон-радикал та підтримує його концентрацію на постійному рівні.

Порушення каталітичних властивостей СОД може зумовити підсилення впливу кисневого радикалу на розвиток процесів, які викликають зниження фізичної працездатності. У зв’язку з цим, в теоретичному та практичному аспектах важливе значення надається дослідженням, спрямованим на виявлення факторів стабільності цього ферменту та можливих механізмів його активації за умов значних фізичних навантажень.

Аналіз наведених в огляді літератури даних, свідчить про важливу роль як самої СОД у виявленні стійкості організму до значних фізичних напружень, так і про потенційні можливості корекції стану СОД-ланки АО-системи з метою підвищення стійкості організму до напруженої м’язової діяльності. Теоретично така можливість може бути реалізована:

· застосуванням самої СОД як фармакологічного препарату;

· застосуванням препарату церулоплазмін;

· застосуванням металів – активаторів СОД;

· застосуванням тіолових сполук, здатних підтримувати активність SH-групи молекули СОД;

· шляхом застосування інших антиоксидантів, здатних підвищувати СОД-активність в умовах напруженої рухової активності.

Викладена теоретична передумова стала підставою для формування робочої гіпотези даної дисертаційної роботи та проведення досліджень, які спрямовані на з'ясування можливостей реалізації корекції, що передбачається.

У другому розділі дисертації "Методи та організація досліджень" наведені дані щодо методів та організації досліджень. Дослідження виконувались на базі Державного науково-дослідного інституту фізичної культури і спорту в лабораторії харчування спортсменів, на кафедрі біології людини Національного університету фізичного виховання і спорту України, а також в навчально-спортивному центрі "Буревісник".

У дослідженнях брали участь спортсмени, які спеціалізуються в циклічних і ациклічних видах спорту – академічному веслуванні, легкій атлетиці, сучасному п’ятиборстві, баскетболі, волейболі, самбо (чоловіки у віці 18–25 років, що мають спортивну кваліфікацію КМС, МС). Загалом у дослідженні взяли участь 90 спортсменів.

Під час проведення досліджень було використано комплекс педагогічних, біохімічних та фізіологічних методів, зокрема:

· педагогічні методи оцінювання рівня прояву якісних сторін рухової діяльності спортсменів [Дьяченко А.Ю., 1996; Запорожанов В.А., 1988; Коренберг В.Б., 1996];

· біохімічні методи (спектрофотометричне визначення в крові СОД-активності [Дубинина Е.Е., 1988], концентрації метаболітів, що реагують з 2-тіобарбітуровою кислотою – МДА [Гукасов В.М., 1987; Костюк В.А., Потапович А.И., 1984], а також лактату, сечовини, гемоглобіну на біохімічному аналізаторі LP-400 фірми "Dr. Lange" (Німеччина) з використанням стандартних наборів реактивів цієї ж фірми;

· фізіологічні методи (ергометрія, спірометрія, газоаналіз, пульсометрія, варіаційна пульсографія) [Баевский Р.М., Кирилов О.И., 1984; Мищенко В.С., 1984, 1990, 1999].

Експериментальні дані оброблялися загальновизнаними методами варіаційної статистики [Лапач С.Н. и др., 2000]. Розраховувалися значення середніх арифметичних величин (М), їх середньоквадратичне відхилення (д) і помилка середньої (m). Розрахунки проводились за допомогою IBM – сумісного комп'ютера за програмами "Statgraphics" та "Excel". Для визначення вірогідних відмінностей між середніми величинами використовували критерій Стьюдента (t) та критерій знаків (Р).

В третьому розділі дисертації "Вплив тестувальних фізичних навантажень на антиоксидантний статус організму спортсменів" наведені результати власних досліджень, що підтверджують взаємозв’язок стану АО-системи організму з рівнем виявлення фізичної працездатності. Проте характер зміни показників антиоксидантного статусу в крові (вміст МДА і активність СОД), що досліджувались під час фізичного навантаження максимальної потужності, неоднакові як в цілому в спортсменів – представників різних видів спорту, так і у представників однієї і тієї ж спортивної спеціалізації з відносно однаковим рівнем спортивної майстерності (табл.1).

На наш погляд, заслуговують на увагу кілька фактів, що свідчать про різний ступінь взаємозв’язку між показником максимальної потужності роботи і показниками статусу АО-системи у спортсменів з різним рівнем підготовленості. По-перше, важливим виявилось те, що у спортсменів-п’ятиборців з найвищими значеннями Wmax, що визначались в Вт, Вт·кг-1, встановлено дуже тісний взаємозв’язок цього показника з вмістом МДА у крові в стані спокою (коефіцієнти кореляції, відповідно, – 0,809 і – 0,987). Таким чином, чим менший був вихідний рівень МДА, який можна розцінювати як показник більш високих потенційних можливостей
АО-захисту організму, тим більшою мірою спортсмени могли реалізовувати свої функціональні можливості під час граничного фізичного навантаження.

Зовсім інша картина виявилась у спортсменів з меншими показниками критичної потужності роботи, коли ступінь взаємозв’язку у них між вказаними вище параметрами був не тільки нижчим, але навіть з протилежним знаком.

Співставлення змін середньогрупових показників СОД-активності після тестувального навантаження зі ступенем взаємозв’язку між Wmax та СОД-активністю у кожній з досліджуваних груп виявило цікаву, на наш погляд, особливість.

Таблиця 1

Вплив граничного тестувального фізичного навантаження

на СОД-активність, вміст в крові МДА і лактату (La) у спортсменів (М± m; Wmax – максимальна потужність роботи; R – різниця між показниками до і після навантаження, *Р?0,05)

Вид спорту | Wmax, Вт | La,

ммоль·л-1 | СОД, ОА·мл–1 | МДА, нмоль·мл–1

загальна | Вт·кг–1 | після

навантаження | до навантаження | після

навантаження | R

СОД | до навантаження | після

навантаження | R

МДА

Сучасне

п’ятиборство

(n=6) | 397,8

±34,8 | 5,44

±0,25 | 14,25

±0,68 | 45,5

±12,5 | 46,5

±15,7 | +1,0 | 29,6

±8,0 | 18,2

±11,3– | 11,4

Академічне

веслування

(n=10) | 458,9

±28,4 | 5,18

±0,24 | 17,3

±1,93 | 82,5

±5,5 | 85,2

±4,6 | +2,7 | 38,3

±8,0 | 29,5

±10,7– | 11,36

Самбо

(n=9) | 323,5

±34,4 | 4,53

±0,43 | 12,41

±1,95 | 73,0

±9,0 | 50,0*

±8,0– | 23,0 | 41,6

±14,5 | 109,2*

±12,5 | +67,6

Баскетбол

(n=8) | 390,7

±17,8 | 4,39

±0,37 | 8,09

±1,50 | 128,2

±17,7 | 58,7*

±20,2– | 69,5 | 64,3

±17,3 | 74,5

±12,6 | +15,9

Виявилось, що, незважаючи на відсутність зниження середньогрупового показника СОД-активності у п’ятиборців (з високим рівнем Wmax), у них проявляється високий ступінь взаємозв’язку між індивідуальними показниками СОД-активності у крові та Wmax (r=-0,845; Р<0,05). Таким чином, чим більшу потужність розвивали спортсмени на останній сходинці тестувального навантаження, тим виразніше в них відбувалося зниження СОД-активності, хоча у середньому для групи зміни цього показника виявились статистично невірогідними. Для веслярів, самбістів і баскетболістів, які мали менші значення Wmax, цей взаємозв’язок виявився несуттєвим, однак середньогруповий показник СОД-активності після навантаження знижувався.

Аналіз результатів визначення вмісту МДА і СОД-активності в крові після виконання спортсменами тестувальної вправи показав, що для спортсменів, які мали високий середньогруповий показник Wmax·кг-1 (п’ятиборці), характерна більш висока стійкість АО-системи крові, яка проявляється у відсутності зниження СОД-активності і накопичення МДА під впливом тестувального навантаження. Для спортсменів з більш низьким показником фізичної працездатності така особливість була не характерною, що супроводжувалося, зокрема, значним зниженням СОД-активності після граничної м’язової роботи.

Такий, здавалося б, суперечливий факт можна пояснити тим, що тестувальне фізичне навантаження для п’ятиборців було більш специфічним, ніж для інших груп досліджуваних. А також у п’ятиборців, які показали більш високі значення Wmax, очевидно, більш виразно виявився у зміні СОД-активності один з найважливіших показників тренованості – феномен підвищеної реалізації функціональних можливостей організму при граничних фізичних навантаженнях.

Аналіз результатів дослідження взаємозв’язку СОД-активності з рівнем лактату в крові веслярів-академістів під час виконання тестувального навантаження виявив у стані спокою тісний кореляційний взаємозв’язок між показником СОД-активності та рівнем лактату в крові (r=0,884), що не простежується після фізичного навантаження, яке супроводжується значним зростанням вмісту лактата в крові. Цей факт може свідчити про зростання напруженості функціонування СОД-ланки АО-системи.

Здобуті дані дають підставу судити про можливу роль СОД-активності в загальному антиоксидантному статусі крові в умовах напруженої м’язової діяльності, зокрема, у виявленні спортсменами швидкісно-силових можливостей, а також обґрунтовують доцільність використання фармакологічних засобів корекції СОД-активності для підвищення ефективності м’язової роботи.

При вивченні впливу напруженої м’язової діяльності на стан СОД-ланки АО-системи в організмі видавалося доцільним простежити динаміку СОД-активності у крові спортсменів у віддаленому відновлювальному періоді після інтенсивних тренувальних навантажень.

Статистична обробка отриманих результатів виявила вірогідне зростання концентрації МДА в крові через 48 год. на 20,06 нмоль·мл-1 порівняно з вихідними даними, і на 14,49 нмоль·мл-1 порівняно з даними, отриманими через 24 год.

Незважаючи на те що середньостатистичні показники рівня сечовини не виявили вірогідних змін, індивідуальні показники дозволили судити про тенденцію до зниження рівня сечовини через 24 год. після тренувального заняття у п’яти з семи обстежуваних. Зазначена тенденція, за Л.Н. Вознесенським (1976), відповідає першій фазі незавершеності відновлювальних процесів наступного дня після значних м’язових напружень, а через 48 год. - зазначена тенденція мала протилежну спрямованість, що можна розцінювати як завершеність відновлювальних процесів.

На фоні таких змін концентрації сечовини в крові, СОД-активність виявилась через 24 год. вірогідно нижчою за вихідний рівень, а через 48 год. поверталась до вихідного значення. При цьому вміст МДА в крові спортсменів через 48 год. залишався вірогідно вищим вихідного значення.

Аналіз кореляційного взаємозв’язку між зазначеними показниками виявив високий ступінь взаємозв’язку між вмістом МДА і СОД-активністю через 24 год. після тренувального заняття
(r=-0,80). Однак через 48 год. після тренувального навантаження коефіцієнт кореляції між СОД-активністю і вмістом МДА в крові складав r=0,14, тобто кореляційний взаємозв’язок ставав незначним (табл. 2).

Таблиця 2

Характер взаємозв’язку (r) між СОД-активністю, вмістом МДА і сечовини в крові спортсменів у віддаленому відновлювальному періоді після великих тренувальних навантажень (*Р<0,05)

Через 24 год

Показник | МДА,

нмоль·мл-1 | СОД-активність,

ОА·мл-1 | Сечовина, ммоль·л-1

МДА, нмоль·мл-1 | - | -0,80* | 0,19

СОД-активність, ОА·мл-1 | -0,80* | - | -0,55

Через 48 год.

Показник | МДА,

нмоль·мл-1 | СОД-активність,

ОА·мл-1 | Сечовина, ммоль·л-1

МДА, нмоль·мл-1 | - | 0,14 | 0,52

СОД-активність, ОА·мл-1 | 0,14 | - | 0,57

Незавершеність відновлювальних процесів також, очевидно, взаємозв’язана з СОД-активністю, про що свідчить більш суттєвий взаємозв’язок між СОД-активністю і вмістом сечовини в крові через 24 год. (r=–0,55), через 48 год. характер взаємозв’язку вже мав іншу спрямованість (r=0,57).

Таким чином, результати проведеного дослідження можуть служити обґрунтуванням до пошуку способів корекції АО-системи, зокрема, її СОД-ланки, з метою оптимізації відновлювальних процесів у віддаленому періоді відновлення.

У четвертому розділі "Фармакологічна корекція СОД-ланки
АО-системи з метою підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності спортсменів" подано експериментальні дані відносно можливості використання запропонованих нами засобів корекції СОД-ланки АО-системи для підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності спортсменів.

Дослідами in vitro доведено, що таку корекцію можна здійснювати за допомогою як металів-кофакторів СОД і позаклітинного мідьвміщуючого білка церулоплазміну, так і за допомогою інших антиоксидантів, зокрема, аскорбінової кислоти і N-ацетилцистеїну (рис. 1).

СОД-активність, ОА·мл-1

Рис. 1. Вплив Cu2+(160 мкмоль·л-1), Zn2+(10 мкмоль·л-1), Mn2+ (1 мкмоль·л-1), церулоплазміну (20 мг·л-1), N-ацетилцистеїну (10 мкмоль·л-1) і аскорбінової кислоти (14 мкмоль·л-1) у фізіологічних концентраціях на СОД-активність у крові людини в умовах in vitro (n=6)

На підставі результатів, отриманих в дослідах in vitro в оцінюванні впливу досліджуваних речовин на СОД-активність, було зроблено висновок про те, що найбільш високий активуючий вплив на цей фермент виявляє церулоплазмін.

У зв’язку з цим, для подальшого вивчення можливості корекції стану СОД механізму
АО-захисту ми визнали доцільним провести попереднє дослідження впливу саме цього препарату на фізичну працездатність експериментальних тварин у тесті A. Kiplinger et al. (1967), що проявляється в збільшенні швидкості пропливання перших тестових відрізків (5,4 с проти 5,7 с під час першого тестування) (рис. 2).

Рис. 2. Лінії регресії, що відображають вплив церулоплазміну на розвиток втоми у мишей в тесті А. Кiplingег еt al. в умовах дії на них фізичного навантаження протягом трьох тижнів. А - контрольна група тварин, Б – дослідна група тварин. Препарат вводили підшкірно після кожного тренувального навантаження в дозі 100 мг·кг-1; у – середній час пропливання відрізка, с; х – значення середньої спроби; —— перше тестування (у1), - - - - друге тестування (у2); (n=6)

Таким чином, результати проведеного дослідження можна розцінити як факт, який засвідчує здатність церулоплазміну позитивно впливати на стійкість організму експериментальних тварин до фізичних навантажень.

Як і в експерименті на тваринах, позитивний ефект вживання церулоплазміну спортсменами (веслярами-академістами) проявився в більш високій ефективності виконання початкової фази роботи, що зв’язана з проявом швидкісно-силових можливостей.

Як свідчать наведені дані, зазначений ергогенний ефект препарату був пов'язаний з його позитивним впливом на досліджувані параметри стану АО-системи в крові (більш висока СОД-активність і менший вміст МДА), а також з меншим накопиченням лактату в крові спортсменів при більш високій максимальній потужності роботи (табл. 3).

У своїй роботі ми вважали недоцільним проводити скринінгове оцінювання впливу іонів Cu2+, Zn2+, Mn2+ на працездатність експериментальних тварин, як це було зроблено з церулоплазміном, оскільки результати такого дослідження представлено в науковій літературі [Смульский, 1992]. Тому видавалося доцільним вивчити можливість виявлення ергогенного ефекту шляхом вживання комплексу цих мікроелементів в дослідженні на спортсменах.

Таблиця 3

Вплив одноразового внутрішньовенного крапельного введення церулоплазміну у дозі 100 мг на показники фізичної працездатності та механізми АО-захисту організму веслярів-академістів (n=10)

Показник | Контрольна група

(введення плацебо) | Дослідна група

(введення церулоплазміну)

Педагогічне тестування

Wкр, Вт·кг-1 | 493,01±5,42 |

512,13±8,11*

t, с | 1,29±0,01 | 1,26±0,01*

Біохімічні показники

Лактат,

ммоль·л-1 | 1хв

відновлення | 10,76±0,24 | 10,46±0,12

4хв

відновлення | 14,83±0,26 | 13,08±0,28*

Гемоглобін, г·л-1 |

143,4±0,32 | 148,4±0,47

МДА,

нмоль·мл-1 | до

навантаження | 33,54±4,94 | 24,96±2,16*

після

навантаження | 64,42±9,81 | 20,28±5,72*

СОД-активність,

ОА·мгHb-1 | до

навантаження | 0,54±0,01 | 0,58±0,01

після

навантаження | 0,46±0,01 | 0,64±0,02

Умовні позначки: * Р<0,05 порівняно з контролем;

Результати проведеного дослідження, яке було пов'язане з вивченням впливу комплексу металів-кофакторів СОД на виявлення якісних сторін рухової діяльності спортсменів і рівень їх функціональних можливостей під час фізичних навантажень, свідчать про своєрідну особливість їх ефективності. Остання проявляється у тому, що підвищення стійкості організму спортсменів до напружених тренувальних навантажень виникає не одразу, а під кінець другого семиденного мікроциклу і супроводжується підвищенням СОД-активності (рис. 3) і зниженням вмісту МДА в крові (рис. 4).

СОД-активність,

ОА·мгHb-1

Рис. 3. Вплив щоденного вживання протягом двох семиденних тренувальних мікроциклів як харчового домішку комплексу металів-кофакторів СОД (CuCl2·2H2O – 13,5 мг, ZnCl2 – 33,3 мг, MnCl2·4H2O – 36 мг) на базальний рівень СОД-активності в крові спортсменів-самбістів (n=10; Р?0,05)

МДА,

нмоль·мл-1

Рис. 4. Вплив щоденного вживання протягом двох семиденних тренувальних мікроциклів як харчового домішку комплексу металів-кофакторів СОД (CuCl2·2H2O – 13,5 мг, ZnCl2 – 33,3 мг, MnCl2·4H2O – 36 мг) на базальний рівень МДА в крові спортсменів-самбістів (n=10; Р?0,05)

Такі зміни сприятливо відобразились на показниках педагогічного тестування – результатах бігу на 100 м і підтягуванні на перекладині, тобто у видах м’язової роботи, що потребує виявлення швидкісно-силових можливостей (табл. 4).

Таблиця 4

Результати педагогічного тестування спортсменів (М±m) до і після щоденного вживання протягом двох семиденних тренувальних мікроциклів комплексу металів-кофакторів СОД (CuCl2·2H2O – 13,5 мг, ZnCl2 – 33,3 мг, MnCl2·4H2O – 36 мг) (*P<0,05 щодо контролю; n=10)

Тест | Дослідна група

(прийом мікроелементів) | Контрольна група

(прийом плацебо)

До прийому комплексу мікроелементів

Біг на 100 м, с | 14,26±0,51 | 14,42±0,26

Біг на 3000 м, хв. | 12,91±0,40 | 12,99±0,97

Підтягування на перекладині | 15,60±0,64 | 12,2±1,44

Після прийому комплексу мікроелементів

Біг на 100 м, с | 13,82±0,62 | 14,38±0,23

Біг на 3000 м, хв. | 12,78±0,39 | 12,96±0,97

Підтягування на перекладині | 17,00±0,81* | 13,00±1,20

У висунутій нами робочій гіпотезі зверталася увага на те, що активуючий ефект на СОД-активність може бути пов’язаний також із впливом на цей процес інших антиоксидантів. У нашому полі зору опинився представник тіолових сполук цистеїн - "донатор" надзвичайно активної у функціональному відношенні SH-групи, яка входить до складу молекули СОД, а також найбільш розповсюджений в біологічних об’єктах водорозчинний антиоксидант – аскорбінова кислота.

Оскільки вдалим поєднанням цих двох антиоксидантів є препарат N-ацетилцистеїн, то ми спробували з’ясувати можливості виявлення саме його ергогенного ефекту, опосередкованого через вплив одноразового попереднього застосування N-ацетилцистеїну на функціональний стан і фізичну працездатність спортсменів. Результати досліджень свідчать про його позитивний ергогенний ефект, що проявляється в підтриманні максимальної потужності роботи на фоні зниження цього показника у досліджуваних контрольної групи. Проте цей ефект не пов’язаний з його прямим впливом на СОД-активність, оскільки підвищення стійкості організму спортсменів до фізичних навантажень відбувалося на фоні зниження вмісту МДА в крові, тобто більш високого статусу АО-системи порівняно з контролем, але не на фоні зниження СОД-активності (табл. 5).

Таблиця 5

Вплив одноразового застосування препарату N-ацетилцистеїну в дозі 800 мг (перорально) за 2 години перед біговим навантаженням на тредмілі на показники фізичної працездатності, СОД-активність, а також вміст МДА і лактату в крові борців-самбістів (n=10; М±m, *Р?0,05 щодо контролю)

Показник | Дослідна група

(прийом

N-ацетілцистеїну) | Контрольна група

(прийом плацебо)

вихідні

дані | після вживання препарату | вихідні

дані | після вживання препарату

W, Вт | стандартне навантаження | 145,3±6,3 | 145,3±6,3 | 136,3±5,5 | 136,3±5,5

Wmax, Вт |

сходинка | 344,4±8,7 | 344,4±17,7 | 352,2±5,2 | 290,1±2,0*

Лактат,

ммоль·л-1 | до

навантаження | 1,42±0,19 | 2,07±0,75 | 1,75±0,50 | 2,42±0,67

після навантаження | 13,70±2,0 | 12,50±2,23 | 12,83±0,78 | 13,33±1,03

СОД-активність,

ОА·мгHb-1 | до

навантаження | 0,48±0,06 | 0,50±0,04 | 0,54±0,04 | 0,45±0,02

після навантаження | 0,32±0,06 | 0,38±0,05 | 0,37±0,02 | 0,35±0,04

МДА,

нмоль·мл-1 | до

навантаження | 42,9±16,9 | 48,1±27,3 | 39,00±15,6 | 53,3±12,2

після навантаження | 105,3±9,1 | 66,3±16,9 | 104,00±13,9 | 107,9±12,2

У цьому випадку не можна стверджувати, що ергогенний ефект N-ацетилцистеїну зумовлений застосуванням його як засобу, що підвищує ефективність функціонування СОД-ланки АО-системи, оскільки СОД-активність у крові практично і надалі залишалася на незмінному рівні. Однак, беручи до уваги активуючий, і, можливо, просто протекторний вплив N-ацетилцистеїну, зумовлений його високим відновлювальним потенціалом, ергогенний ефект цього препарату визначався не тільки його імовірним стабілізуючим впливом на структуру СОД, але також більш значним впливом на баланс SH-груп у тканинах.

Застосування засобів, що досліджувалися нами для корекції СОД-ланки АО-системи в період підготовки збірних команд з волейболу і академічного веслування, позитивно позначилось на показниках підготовленості спортсменів і результатах їх виступів у змаганнях. Цей факт підтверджує правильність запропонованого підходу корекції СОД-ланки АО-системи з метою підвищення стійкості організму до фізичних навантажень і підвищення ефективності тренувального процесу. Проте такий підхід треба розглядати як фрагмент у складному комплексі заходів, що стосуються досліджень ергогенних харчових і фармакологічних засобів у тренувальному процесі.

У п’ятому розділі дисертації "Обговорення результатів особистих досліджень" представлений аналіз результатів власних досліджень. Підтверджується той факт, що напружена м’язова діяльність супроводжується активацією перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) в тканинах, яка викликає зміни в функціонуванні АО-системи, що проявляється в зниженні активності антиоксидантних ферментів.

Таким чином, дослідження механізмів перебігу процесів ПОЛ і особливостей стану
АО-системи під час значних фізичних навантажень створює передумови для дослідження і застосування засобів, здатних покращити ефективність функціонування антиоксидантних механізмів з метою підвищення стійкості організму до напруженої м’язової діяльності, що й було метою нашої роботи.

Запропонований варіант корекції СОД-ланки АО-системи не розглядається як остаточний, проте його обґрунтування може бути орієнтиром для подальшого пошуку більш досконалих способів впливу на стан АО механізмів з метою підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності.

ВИСНОВКИ

1. Виявлено взаємозв’язок між загальним статусом антиоксидантної системи в крові спортсменів та величиною максимальної потужності м’язового навантаження. Встановлено, що характер взаємозв’язку величини потужності фізичного навантаження, яке спортсмен максимально розвиває, зі станом антиоксидантної системи може мати не тільки протилежну спрямованість, але і різний ступінь взаємозалежності у спортсменів з різним рівнем тренованості. Спортсменам з високим показником Wmax притаманні як менша вихідна концентрація малонового діальдегіду в крові, так і високий ступінь взаємозв’язку між ними, що не є характерним для представників видів спорту з меншими величинами критичної потужності м’язової роботи.

2. У дослідах in vitro встановлено підвищення супероксиддисмутазної активності під впливом як металів-кофакторів супероксиддисмутази (Cu2+ +69 ОА·мл-1, Mn2+ +32 ОА·мл-1) і мідьвміщуючого білка - церулоплазміну, (+74 ОА·мл-1), так й інших антиоксидантів, зокрема, аскорбінової кислоти (+27 ОА·мл-1) і N-ацетилцистеїну (+26 ОА·мл-1). Найбільший активуючий вплив на супероксиддисмутазну активність виявляє церулоплазмін.

3. Церулоплазмін підвищує фізичну працездатність, що встановлено як в експерименті на тваринах, так і за тестувальним фізичним навантаженням у веслярів-академістів, про що свідчить більш висока ефективність виконання початкової фази роботи, пов’язаної з проявом швидкісно-силових можливостей (в середньому на 17 Вт).

4. Встановлено ергогенний ефект металів-кофакторів супероксиддисмутази, який супроводжується сприятливим впливом на результати педагогічного тестування, пов’язаного з проявом швидкісно-силових можливостей спортсменів (біг на 100 м - 13,82±0,62 с в дослідній групі і 14,38±0,23 с в контрольній, підтягування на перекладині – відповідно 17,00±0,81 і 13,00±1,20). При цьому підвищення значень показників у зазначених тестах відбувається на фоні більш ефективного функціонування антиоксидантної системи крові (підвищення активності супероксиддисмутази з 0,38±0,050 до 0,59±0,078 ОА·мгHb-1 і зниження рівня вмісту малонового діальдегіду з 38,4±3,6 до 22,8±2,9 нмоль·мл-1).

5. Встановлено, що одноразове попереднє (за 1 годину до тестувального фізичного навантаження) вживання N-ацетилцистеїну проявляє ергогенний ефект, про що свідчить підтримання максимальної потужності роботи (290,1±2,0 Вт в контрольній групі та 352,2±5,2 Вт – в дослідній) на фоні зниження вмісту малонового діальдегіду в крові у спортсменів дослідної групи (66,3±16,9 нмоль·мл-1 у дослідній групі та 107,9±12,2 нмоль·мл-1 в контрольній); при цьому N-ацетилцистеїн не виявляє впливу на супероксиддисмутазну активність крові спортсменів.

6. Застосування досліджуваних засобів корекції супероксиддисмутазної ланки антиоксидантної системи (препарату церулоплазмін, який містить мідь, комплексу металів-кофакторів супероксиддисмутази, а також N-ацетилцистеїну) в період підготовки до змагань збірних команд з волейболу та академічного веслування позитивно позначилося на фізичній підготовленості спортсменів та на результатах їх виступів. Так, волейбольна команда "Динамо-Академія" в сезоні 2001/2002 р. посіла 1-е місце в Першій Лізі і вийшла до Вищої Ліги, тоді як в сезоні 2000/2001 р. команда посіла 3-е місце. Цей факт підтверджує доцільність запропонованого підходу корекції супероксиддисмутазної ланки антиоксидантної системи з метою підвищення стійкості організму до фізичних навантажень та ефективності тренувального процесу.

Список праць, опублікованих з теми дисертації:

1. Коваль І.В. Ергогенний ефект церулоплазміну при м'язовій діяльності // Молода спортивна наука України: Зб. наук. статей з галузі фізичної культури та спорту. – Львів: ЛДІФК, 2001. – Вип. 5, т. 2. – С. 39–41.

2. Коваль І.В. Супероксиддисмутазна ланка антиоксидантної системи крові як можливий об'єкт фармакологічної корекції працездатності спортсменів // Теорія і методика фізичного виховання і спорту. – 2001. – № 2-3. – С. 49–52.

3. Коваль И.В. О взаимосвязи супероксиддисмутазной активности с уровнем лактата в крови спортсменов // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Зб. наук. праць / за ред. С.С. Єрмакова. – Харків: ХХПІ, 2001. – № 22. – С. 57–62.

4. Коваль І.В. Дослідження можливостей фармакологічної корекції супероксиддисмутазної ланки антиоксидантної системи з метою підвищення стійкості організму спортсменів до напруженої мязової діяльності // Молода спортивна наука України: Зб. наук. праць з галузі фізичної культури та спорту. – Львів: ЛДІФК, 2002. – Вип. 6, т. 2. – С. 326–329.

5. Коваль И.В., Смульский В.Л., Земцова И.И., Богачева Л.Г., Вдовенко Н.В. Активность антиоксидантних ферментов в тканях экспериментальных животных и в крови спортсменов при физических нагрузках // Наука в олимпийском спорте. Специальный выпуск. ГНИИФКС. – 2000. – С. 33–39.

6. Коваль И.В., Смульский В.Л., Земцова И.И., Богачева Л.Г., Вдовенко Н.В. Тканевая специфичность активности антиоксидантних ферментов в организме при мышечной деятельности // Олімпійський спорт і спорт для всіх: проблеми здоров'я, рекреації, спортивної медицини і реабілітації: Тези IV Між нар. конгр. – Київ: Олімпійська література. – 2000. – С. 254.

7. Коваль И.В., Смульский В.Л., Курищук К.В., Рядская Л.С. Тканевые медьсодержащие белки и их влияние на физическую работоспособность // Врачебное дело. – 2001.– № 4. – С. 18–26.

8. Коваль И.В., Вдовенко Н.В. Взаимосвязь между показателями антиоксидантной активности крови и некоторыми показателями аэробной и анаэробной работоспособности гребцов-академистов // Physical education and sport: Сб. научн. ст. – Warsawа: Scientific publishers pwn, 2002. – P. 492–493.

АНОТАЦІЯ

Коваль І.В. Підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності спортсменів за допомогою корекції супероксиддисмутазної ланки антиоксидантної системи. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата наук з фізичного виховання і спорту за спеціальністю 24.00.01. – Олімпійський і професійний спорт. –Державний науково-дослідний інститут фізичної культури і спорту, Київ, 2003.

Дисертація присвячена проблемі пошуку факторів підвищення ефективності тренувальної та змагальної діяльності за допомогою засобів корекції СОД-ланки АО-системи організму.

У дисертації висвітлюються питання щодо характеру змін антиоксидантного статусу в крові (вміст МДА і СОД-активність) під час граничного за потужністю фізичного навантаженні у спортсменів різних спортивних спеціалізацій.

Отримані дані є підставою для оцінки можливої ролі СОД-активності у загальному антиоксидантному статусі крові в умовах напруженої м’язової діяльності, зокрема у виявленні спортсменами швидкісно-силових можливостей, а також обґрунтовують доцільність використання фармакологічних засобів корекції СОД-активності для підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності спортсменів.

Ключові слова: антиоксидантна система, супероксиддисмутазна ланка, напружена м’язова діяльність, фармакологічна корекція, підвищення ефективності тренувальної і змагальної діяльності.

АННОТАЦИЯ

Коваль И.В. Повышение эффективности тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов посредством коррекции супероксиддисмутазного звена антиоксидантной системы. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук по физическому воспитанию и спорту по специальности 24.00.01 – Олимпийский и профессиональный спорт. Государственный институт физической культуры и спорта, Киев, 2003.

Диссертация посвящена проблеме поиска факторов повышения эффективности тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов с помощью средств коррекции супероксиддисмутазного звена антиоксидантной системы организма.

Результаты собственных исследований подтверждают взаимосвязь состояния АО-системы организма с уровнем проявления физической работоспособности. Впервые был выявлен характер изменения АО статуса в крови (содержание МДА и активности СОД) при предельной по мощности физической нагрузке. Характер изменений не одинаков как в целом у спортсменов – представителей разных видов спорта, так и у представителей одной и той же спортивной специализации с относительно одинаковым уровнем спортивного мастерства. Для спортсменов, имеющих высокий среднегрупповой показатель Wmax·кг м.т.-1, характерна более высокая устойчивость показателей состояния АО-системы крови. Это проявляется в отсутствии снижения СОД-активности и накопления МДА под воздействием тестирующей физической нагрузки, а также в более высокой степени взаимосвязи между этими показателями и Wmax.

Полученные данные дают возможность судить о вероятной роли СОД-активности в общем антиоксидантном статусе крови в условиях напряженной мышечной деятельности, в частности в проявлении спортсменами скоростно-силовых возможностей, а также обосновывают целесообразность использования фармакологических средств коррекции СОД-активности для повышения эффективности мышечной работы.

Опытами in vitro показано, что такую коррекцию можно осуществлять с помощью как металлов-кофакторов СОД и внеклеточного медьсодержащего белка церулоплазмина, так и с помощью других антиоксидантов, в частности, аскорбиновой кислоты и цистеина. Наиболее высокими активирующими свойствами обладает церулоплазмин, и его положительное влияние на физическую работоспособность экспериментальных животных в тесте A. Kiplinger et al. (1967), проявляется в повышении скорости проплывания первых тестовых отрезков.

Как и в эксперименте на животных, благоприятный эффект церулоплазмина при применении его спортсменами (гребцами-академистами) проявился в более высокой эффективности выполнения начальной фазы работы, связанной с проявлением скоростно-силовых возможностей.

Установлено положительное влияние ежедневного применения комплекса металлов-кофакторов СОД (Cu, Zn, Mn) в качестве пищевой добавки. Этот эффект проявляется к концу второго 7-дневного тренировочного микроцикла в благоприятном влиянии на показатели в педагогических тестах, направленных на выявление скоростно-силовых возможностей спортсменов. Он также сопровождается повышением СОД-активности и снижением содержания МДА в крови.

Однократный прием N-ацетилцистеина в дозе 800 мг за 2 часа до ступенчатовозрастающей по мощности физической нагрузки способствует поддержанию максимальной мощности работы на фоне снижения этого показателя у испытуемых контрольной группы. Он также способствует снижению содержания МДА в крови, однако этот эффект не связан с его прямым влиянием на СОД-активность.

Использование изученных фармакологических средств коррекции СОД-звена АО-системы в период подготовки сборных команд по волейболу и академической гребле положительно отразилось на показателях функционального состояния спортсменов и результатах их выступлений в соревнованиях.

Ключевые слова: антиоксидантная система, супероксиддисмутазное звено, напряженная мышечная деятельность, фармакологическая коррекция, повышение эффективности тренировочной и соревновательной деятельности.

SUMMARY

Koval I.V. Increase of efficiency training and competitive activity of the athletes by means of correction superoxide dismutase of a link antioxidant system. – Manuscript.

Dissertation for a candidate degree in Physical Education and Sport. – Speciality – 24.00.01 – Olympic and Professional Sports. –State scientific research institute of physical culture and sports, Kyiv, 2003.

The dissertation is devoted to the problem of increase efficiency of training and competitive activity factor's search of superoxide dismutase link of antioxidant system's correction. In the dissertation it was investigated the character of blood antioxidant status changes (malondyaldegyde level and superoxide dismutase activity) on limiting of capacity to physical loading in different sportive specialization