6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Biokhimia_v_praktike_sporta_2018

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

на метаболизм сердечной мышцы требуется при приеме внутрь длительный курс (6–12 недель) или парентеральное введение (О. С. Кулиненков, 2016).

Положительный эффект препаратов магния наблюдается при восстановительных мероприятиях после тяжелой физической нагрузки для нормализации жизненно важных функций. Для восполнения выявленного дефицита магния необходимо ориентироваться в основном на прием фармакологических препаратов. Возможности диетической компенсации повышенной потребности при занятии спортом несколько ограничены по ряду причин.

Усвояемость магния из пищевых продуктов составляет 30–35% (то естьиз300–350 мгсуточнойпотребностиусваивается около100 мг). Онаможетувеличиватьсяподвлияниемвитамина В6 и ряда органических кислот (молочной, аспарагиновой, оротовой). Молоко и некоторые молочные продукты, содержащие казеин, также способствуют увеличению абсорбции Mg2+ (вероятно, в связи с большим содержанием оротовой кислоты). Из внутренних резервов в составе пищеварительных соков в желу- дочно-кишечныйтракт(ЖКТ) дополнительнок пищевомупоступает более 400 мг магния, которые вновь всасываются в кровь. Абсорбции магния в ЖКТ препятствует большое содержание в пище веществ, с которыми он образует трудноили нерастворимые соединения– белки, жиры. Всасывание уменьшается также при избытке ионов кальция, конкурирующих с магнием на слизистой кишечника, и фосфатов.

Магний как фармакологическое средство обладает множеством разнообразных клинических эффектов и показаний (табл. 12). В большинстве случаев его фармакологическое действие проявляется и при отсутствии его дефицита. Возможно, это объясняется тем, что при многих патологических процессах развивается вторичный (общий или местный) магниевый дефицит, выступающий одним из патогенетических механизмов, способствуя прогрессированию заболевания и усугублению клинического состояния больного.

Получение фармакологических эффектов магния во многих случаях с недоказанным его дефицитом можно связать с антикальциевым действием, поскольку в большинстве магниевых фармакологических эффектов решающую роль играет его антагонизм с кальцием.

90

III. Биохимические показатели

Падение уровня содержания магния после спортивной нагрузки объясняется перемещением его во внутриклеточные области, т. е. в активные мышечные клетки.

В случае сочетания дефицита Mg с недостатком Ca рекомендуетсякомпенсироватьв первуюочередьнедостатокMg и только после этого начинать курс приема препаратов Ca.

Таблица 12

Фармакологические эффекты магния

91

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

Фосфор(F). Биологическаярольфосфоравесьмамногогранна. Фосфор участвует в образовании нерастворимых фосфорнокислых солей кальция и магния, являющихсяминеральной основой костной ткани. Часть фосфора входит в состав органических соединений, таких как нуклеиновые кислоты, фосфолипиды, фосфопротеиды. Еще часть фосфора находится в организме

вформе фосфорной кислоты, которая вследствие электроли-

тической диссоциации превращается в ионы– Н2РО4~, НРО42~. Фосфорная кислота демонстрирует исключительную роль

вэнергетическом обмене, что обусловлено уникальной способностью фосфора образовывать богатые энергией химические связи (высокоэнергетические, или макроэргические, связи). Главным макроэргическим соединением организма является аденозинтрифосфат– АТФ.

Регуляция содержания кальция и фосфора в плазме крови осуществляется гормоном щитовидной железы кальцитонином и гормоном паращитовидных желез – паратгормоном.

Кальцитонинсовместнос витаминомD способствуетвключению кальция и фосфора в состав костной ткани, вследствие чего концентрация в крови катионов кальция и фосфатных анионов снижается, и выделение их с мочой уменьшается.

Паратгормон совместно с витамином D ускоряет всасывание кальция и фосфора из кишечника. Под действием паратгормона также происходит разрушение минеральной основы костей,

врезультате чего кальций и фосфор выходят из костной ткани

вкровь. Повышение концентрации кальция и фосфора в крови,

всвою очередь, приводит к увеличению их экскреции с мочой.

Вконечном счете такие регуляторные воздействия обеспечивают постоянство концентрации кальция и фосфора в плазме крови.

Железо (Fe) является главным микроэлементом. Норма плазмы крови– 10,7–32,2 мкмоль/л.

Суточная потребность в этом элементе составляет 10–15 мг. Гемоглобин– переносчик кислорода от легких к тканям. Железо используется для синтеза сложного циклического соединения– гемоглобина(составнойчасти эритроцитов), состоящего из железа (гема) и глобина (белка), входящего в класс гемопротеиды. Гемоглобин – особый белок, главная задача которого состоит в переносе кислорода от легких к органам

92

III. Биохимические показатели

итканям. В 1 л крови мужчины (70 кг) содержится от 130 до 160 г гемоглобина, женщины– 120–140 г.

Миоглобин– в структуре мышц отвечает за снабжение мышц кислородом. В состав миоглобина входит гем.

Железо также содержится в ферментах– цитохромах (участвуют в тканевом дыхании) и каталазе (разрушает перекись водорода, возникающую в процессе катаболизма).

Таким образом, железо в первую очередь необходимо для обеспеченияаэробных процессов, которые являются основными источниками энергии при выполнении продолжительных физических нагрузок.

МедицинскаякомиссияМеждународногоолимпийскогокомитета (МОК) рекомендует2–3 раза в год проверятьсодержаниеFe в организме, особенно у женщин и спортсменов, тренирующих выносливость.

Показатели статуса железа в организме Железо сывороточное– микроэлемент, участвующий в про-

цессах связывания, переноса и передачи кислорода в ткани

итканевом дыхании.

Железо в организме входит в состав порфириновых соединений, главным образом гемоглобина (75–80% общего количества) и миоглобина (5–10% общего количества); около 1% содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях; 20–25% железа– резервные, находятся в депо (печень, селезенка, костный мозг) в виде растворимого ферритина и нерастворимого гемосидерина.

Железо осуществляет свою биологическую функцию главным образом в составе биологически активных соединений, преимущественно ферментов. Это так называемое гемовое железо, которое обратимо связывает кислород и участвует в его транспорте, ряде окислительно-восстановительных реакций, играет важную роль в процессах кроветворения. Железо принимает участие в метаболизме порфирина, синтезе коллагена, работе иммунной системы. В организм поступает с пищей (мясо, рыба, овощи, фрукты). Из пищи усваивается около 10–15% железа, всасывание происходит в 12-перстной кишке. Общее содержание железа в организме– 4–5 г. В организме железо не встречается в виде свободных катионов, только в связи с белками (гемосидерин, ферритин, трансферрин). Концентрация железа в сыворотке зависит от резорбции

93

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

вжелудочно-кишечном тракте, накопления в кишечнике, селезенке и костном мозге, от синтеза и распада гемоглобина и его потери организмом.

Железодефицитные состояния (гипосидероз) – сейчас очень редкое явление в спортивной практике. При дефиците железа страдает весь организм, а гипохромная анемия – это более поздняя стадия дефицита.

Повышение. Чрезмерная резорбция железа (избыточное внутривенное и внутримышечное введение препаратов железа; прием пероральных контрацептивов). Верхний предел ограничен антидопинговыми правилами. Различные заболевания организма повышают содержание железа в организме.

Снижение. Недостаточное поступление железа в организм (молочно-растительная диета). Заболевания желудка и кишечника, хронические заболевания печени и др. Дефицит витамина С.

Биоусвояемостьприпоступлениичерезжелудочно-кишечный тракт (А. П. Авцын и соавт., 1991) для Fe – 7–15%. Необходимо учитывать при составлении диеты, что чай, кофе, молоко, яйца замедляют и препятствуют усвоению Fe.

Латентная железосвязывающая способность сыворотки

(ЛЖСС) – показатель, характеризующий способность сыворотки крови к связыванию железа.

Железо в организме человека находится в комплексе с белком трансферрином. Железосвязывающая способность сыворотки (ЖСС) показывает концентрацию трансферрина

всыворотке крови. Изменяется при нарушении обмена, распада и транспорта железа в организме. Для диагностики анемии используют определение латентной железосвязывающей способности сыворотки крови– это ЖСС без сывороточного железа. (ЛЖСС = ЖСС– Fe сывороточное).

Норма: от 20 до 62 мкмоль/л. Повышение: дефицит железа, гепатит.

Снижение: при уменьшении количества белков в плазме (голодание, опухоли и др.), хронических инфекциях, гемахроматозе.

Трансферрин – белок плазмы крови, основной источник железа. Трансферрин синтезируется в печени, от него зависит содержание железа в организме. По количеству трансферрина можно оценить функциональное состояние печени.

94

III. Биохимические показатели

Норма в сыворотке крови– 2,0–4,0 г/л. Содержание трансферрина у женщин на 10% выше, чем у мужчин; уровень трансферрина увеличивается при беременности и снижается у пожилых людей (ветеранский спорт).

Повышение трансферрина: симптом дефицита железа (предшествует развитию железодефицитной анемии в течение нескольких дней или месяцев).

Снижение в сыворотке крови: избыток железа, хронические воспалительные процессы, заболевания печени, ожоги и др.

Повышение трансферрина в крови происходит также в результате приема андрогенов и глюкокортикоидов.

Ферритин– содержится во всех клетках и жидкостях организма. Основной показатель запасов железа в организме; играет важную роль в поддержании железа в биологически полезной форме. Ферритин содержит фосфаты железа.

Анализ ферритина плазмы используют для диагностики степени тренированности спортсмена, железодефицитной анемии и диагностики анемии, сопровождающей инфекционные и др. заболевания.

Норма: для взрослых мужчин – 20–200 мкг/л; для жен-

щин– 10–120 мкг/л.

Повышение: избыток железа при гемохроматозе заболевания печени, инфекционно-воспалительные заболевания и др. Прием оральных контрацептивов, голодание.

Снижение: дефицит железа.

Исследовано содержание железа в различных биосубстратах человека (волосы, моча, печень).

Нормальные значения:

Волосы– (3,0)* 5,0–25,0 (75,0) мкг/г. Моча– (< 10) 10–25 (100) мкг/г. Печень– (20) 50–250 (400) мкг/г.

* Примечание: в скобках указаны максимальные отклонения от среднего диапазона по данным ВОЗ (1996, 1992, Bertram et al.), полученные в отдель-

ных исследованиях.

Соотношение физической нагрузки и содержания железа приводится в таблице 13.

95

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

Таблица 13

Железо.

Коррекция утомления и повышение уровня тренированности

Примечание. N – норма. Норма может колебаться в зависимости от лаборатории и методов, в ней применяемых.

Скрытый (латентный) дефицит железа определяется лабораторным способом:

– низкий цветовой показатель отражает содержание Hb в эритроците: ниже 0,85;

– анизоцитоз (RDW) – норма или > 14,5%;

– микроцитоз (MCV) ‒ норма или < 80–94 фл;

– пойкилоцитоз– эритроциты различной формы;

– среднее содержание Hb в эритроците (MCH) – < 27–31 пг;

– снижение сывороточного ферритина (СФ < 30 нг/мл);

– повышение общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС > 12,5 мкмоль/л);

96

III. Биохимические показатели

– повышение рТРФ >4,2 мг/мл (растворимые трансферриновые рецепторы– наиболее чувствительный показатель ЛДЖ и ЖДА).

Необязательный признак. Снижение содержания сывороточногожелеза(СЖ<12,5 мкмоль/л); низкоенасыщениетрансферрина железом (НТЖ<25%).

Причины ошибок при трактовке результатов исследований:

– еслиисследованиеуровняжелезапроводитсяпослеприема препаратов железа (даже кратковременного);

– неправильнаяобработкапробирокдлязаборакровиисушка в сухожаровом шкафу;

– центрифугирование в пробирке без крышки из алюминиевой фольги;

– забор крови не в утренние часы;

– показатели железа меняются в различные фазы менструального цикла;

– во время беременности (первые 2 недели);

– при приеме оральных контрацептивов.

Цинк (Zn). Этот микроэлемент обладает противоокислительным действием, увеличивает емкостные и транспортные способности гемоглобина.

Кроме того, цинк оказывает выраженное влияние на гормональный статус организма спортсмена, повышая анаболический потенциал (увеличивает продукцию андрогенов и инсулина). Рецептор глюкокортикоидов является цинксодержащим белком, что способствует улучшению нейроэндокринного взаимодействия. Участвует в биосинтезе белка, нуклеиновых кислот, построении клеточных мембран и регенерации тканей; обладает мембраностабилизирующим действием. Цинк также входит в состав ряда энзимов, участвующих в энергетическом метаболизме, и его дефицит снижает физическую работоспособность атлетов и защиту первого уровня от перекисного окисления

(ПОЛ).

Усиливаетфункциитимусаи продукциюегогормонов, активизирует неспецифический иммунитет и Т-клеточную систему иммунитета. Комбинация с витамином А стимулирует синтез антител.

Дефицит цинка в гораздо большей степени предрасполагает к инфекционным и респираторным заболеваниям, аллергии

97

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

и воспалительнымзаболеваниям, т. к. снижаетсяактивностьнатуральных киллеров, развивается Т-клеточный иммунодефицит.

Гипоцинкоз проявляется также нарушением координации движений, утратой вкусовых ощущений, нарушением сумеречногозрения, эмоциональныминарушениями(раздражительность, депрессия), диареей, атопическим и гиперкератотическим дерматитом, трудно заживающими ранами.

Суточная доза составляет 15 мг. При полноценном питании в организм поступает обычно не более 15 мг цинка в день. Из этого количества усваивается около 20%, остальное выделяется через кишечник. Потребность спортсменов в цинке– 30–50 мг.

Основные пищевые источники: мясо, субпродукты, птица, морепродукты, яйца, зерновые, бобовые, нешлифованный рис, овсяные хлопья.

Токсичность цинка низкая.

Динамика показателей биоэлементов у спортсменов при утомлении представлена в таблице 14.

Таблица 14

Динамика показателей биоэлементов у спортсменов при утомлении

98

III. Биохимические показатели

Примечание. Биоусвояемостьэлементовприпоступлениичерезжелудоч- но-кишечныйтрактсоставляетдлямеди– 10–30%, длямарганца– 3–5% (А.П. Авцын ссоавт., 1991; А.В. Скальный, 2012).

Существуют лаборатории, специализирующиеся на определенииминеральногосоставателачеловеканаоснованиианализа составаегокороткихидлинныхволос. Лабораторнаядиагностика волос дает более подробную ретроспективную и долгосрочную картину элементных показателей.

3.5. УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН

3.5.1.Диагностическое значение определения отдельных показателей углеводного обмена

Наиболее часто определяемым показателем углеводного обмена с диагностическими целями является содержание глюкозы в крови и моче.

Значительно реже прибегают к определению других моносахаридов и гликогена. Определенную диагностическую ценность представляет также определение молочной и пировиноградной кислот, а также отдельных метаболитов цикла Кребса и пенто- зо-фосфатного пути.

Глюкоза

Глюкоза, органические кислоты имеют очень важное значение в выработке энергии для мышц. Она является одним из важнейших компонентов крови. Количество глюкозы в крови отражает состояние углеводного обмена в организме. Она почти поровну распределяетсямеждуплазмойи форменнымиэлементамикрови с некоторым превышением ее концентрации в плазме. Содержание глюкозы в артериальной крови выше, чем в венозной, т. к. непрерывно используется клетками тканей и органов. При исследовании глюкозы в крови здорового человека определяется не только истинная глюкоза, но и другие редуцирующие вещества. Содержание натощак «истинной» глюкозы составляет

3,5–6,0 ммоль/л (65–110 мг).

Головной мозг в качестве энергетического субстрата использует только глюкозу.

99