Оценка адаптации к физической нагрузке по гемореологическим данным

Гущин А.Г., кандидат медицинских наук, доцент кафедры охраны здоровья и основ медицинских знаний Ярославского государственного педагогического университета

В программах медико-биологических дисциплин Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования большое внимание уделяется вопросам адаптации человека к действию различных факторов, и в частности, физических нагрузок. Между тем многие аспекты влияния двигательной активности на различные системы организма остаются еще недостаточно изученными. Кроме того, состояние здоровья индивидуума существенным образом сказывается на его адаптационных возможностях. Проблема адаптации к физической нагрузке имеет исключительно важное значение. Кроме гипер- и гипокинезии, которые могут представлять опасность для здоровья человека (3, 6), существует рациональный уровень физической деятельности, оказывающий оптимизирующее влияние на морфофункциональные свойства организма (4, 7). В этой связи особую значимость приобретают исследования, направленные на поиск и разработку новых методов контроля за состоянием индивидуума, подвергающегося воздействию физических нагрузок. К числу таких методов могут быть отнесены те, которые позволяют оценить состояние кровообращения в микроциркуляторном русле и определить факторы, затрудняющие доставку кислорода в ткани. Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы явилось комплексное изучение текучести крови у лиц с разной степенью адаптации к физической нагрузке.

Материал и методы исследования

Обследованы мужчины в возрасте от 36 до 60 лет, которые были разделены на 3 группы. В 1-ю группу (контрольную) вошли лица, у которых по данным ультразвукового исследования отсутствовали нарушения кровообращения в нижних конечностях и не возникали боли в ногах даже после достаточно длительной ходьбы (более 5 км). Во 2-й группе дистанция безболевой ходьбы составила около 200 м (176,6±12,6 м), а в 3-й - около 100 м (114,5±9,5 м). Лица последних двух групп имели табачную зависимость и при ультразвуковом исследовании у них обнаруживалось сужение артериального отдела сосудистого русла на уровне бедренно-подколенно-берцового сегмента с развитием артериальной недостаточности. Для определения дистанции безболевой ходьбы применялся тредмил фирмы "Tunturi" (Финляндия) со скоростью ходьбы 3,2 км/ч и углом наклона дорожки 4°.

Проводилась оценка следующих гемореологических параметров. С помощью капиллярного вискозиметра регистрировали значения вязкости (η) крови и плазмы при низких и высоких напряжениях сдвига (τ). Посредством центрифугирования пробы крови на микроцентрифуге исследовали гематокрит (Ht). На фотоэлектроколориметре измеряли концентрацию гемоглобина гемиглобинцианидным методом. Определяли показатели, характеризующие деформируемость эритроцитов: индекс ригидности (Тк), среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците (СКГЭ), вязкость суспензии эритроцитов в буфере со стандартным гематокритом 45%. Оценивали эффективность доставки кислорода в ткани по величине отношения гематокрита к вязкости крови (Ht/η). Регистрировали эритроцитарную агрегацию по отношению числа агрегатов к количеству неагрегированных клеток при микроскопировании суспензии эритроцитов. Измеряли концентрацию общего белка плазмы и фибриногена с помощью биохимического анализатора крови. Определяли адгезию лейкоцитов по степени их прилипания к нейлоновым волокнам.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Результаты проведенного исследования показали, что у лиц с дистанцией безболевой ходьбы около 200 м отмечается повышение вязкости крови как при высоких (на 26%), так и при низких (на 30%) напряжениях сдвига по сравнению с контролем. Значения вязкости плазмы были выше контрольных на 8%, а гематокрита - на 9%. Это свидетельствовало о приблизительно одинаковом вкладе плазменного и эритроцитарного компонентов в снижение текучести крови. Увеличение вязкости плазмы, очевидно, было обусловлено возрастанием концентрации плазменных белков. У лиц 2-й группы значения концентраций общего белка плазмы и фибриногена составили 79,46±1,71 г/л и 3,72±0,23 г/л (таблица), что превышало аналогичные показатели у лиц 1-й группы на 12% и 39%, соответственно.

Таблица. Гемореологические параметры у лиц с разной степенью адаптации к физической нагрузке по отношению к контролю (М ± m)

Параметр

Контроль (1-я группа)

Дистанция безболевой ходьбы

Около 200 м (2-я группа)

Около 100 м (3-я группа)

Вязкость крови, мПа с приτ = 1,72 н/м2

4,57 ± 0,07

5,78 ±0,15***

5,84 ±0,17***

Вязкость крови, мПа с при τ = 0,17 н/м2

5,76 ± 0,13

7,49 ±0,33***

7,74 ± 0,28***

Гематокрит, %

43,44 ±0,71

47,51 ± 0,84**

48,90 ±0,91***

Ht/η, отн. ед.

9,52 ± 0,06

8,35 ± 0,20***

8,26 ±0,11***

Вязкость плазмы, мПа с

1,84 ± 0,03

1,98 ± 0,05*

2,11 ±0,05***

Белок, г/л

71,13 ±1,35

79,46 ±1,71**

83,52 ±1,73***

Индекс агрегации, отн. ед.

0,273 ±0,015

0,405 ± 0,024***

0,486 ± 0,025***

Фибриноген, г/л

2,67 ±0,18

3,72 ± 0,23**

3,86 ±0,25**

Вязкость суспензии, мПа с приτ = 1.72 н/м2

3,78 ± 0,07

4,41 ±0,12***

4,53 ±0,11***

СКГЭ, г/дл

34,10 ±0,23

35,86 ± 0,47**

36,35 ± 0,32***

Tк, отн. ед.

0,998 ± 0,010

1,072 ±0,012***

1,083 ±0,011***

Индекс адгезии, отн. ед.

0,86 ± 0,02

0,68 ±0,03***

0,64 ±0,03***

Примечание. Для обозначения достоверности различий средних использованы следующие знаки: * - P<0,05; ** - P<0,02; *** - P<0,01.

Известно, что повышение содержания белков плазмы стимулирует процесс агрегатообразования (10). В проведенном исследовании у лиц 2-й группы индекс агрегации эритроцитов равнялся 0,405±0,024 отн. ед., тогда как в контроле его величина составила 0.273±0,015 отн. ед. (разница в 48% была статистически достоверной).

Изменения параметров, характеризующих деформируемость эритроцитов, были менее значительными. Отмечалось увеличение значений вязкости суспензии эритроцитов со стандартным гематокритом (на 17%), СКГЭ (на 5%), индекса Тк (на 7%). Указанные сдвиги свидетельствовали об уменьшении деформируемости эритроцитов, связанном главным образом со снижением эластичности эритроцитарных мембран. По данным ряда авторов (8) величина вязкости суспензии эритроцитов со стандартным гематокритом отражает степень мембранной вязкоэластичности этих клеток.

В некоторых публикациях (2, 5) сообщается об определенном вкладе адгезии лейкоцитов в снижение текучести крови. В данном исследовании у лиц 2-й группы индекс адгезии составил 0,68±0,03 отн. ед. Это указывало на то, что 32% лейкоцитов проявляли адгезивность. В контроле значения этих параметров равнялись 0,86±0,02 отн. ед. и 14%, соответственно.

При исследовании гемореологических параметров у лиц с дистанцией безболевой ходьбы около 100 м установлено, что вязкость крови у них выше, чем в контроле, на 28% при высоких напряжениях сдвига и на 34% при низких. Величина вязкости плазмы превышала контрольное значение этого параметра на 15%. Данное увеличение было обусловлено возрастанием концентраций общего белка плазмы (на 17%) и фибриногена (на 45%).

Весьма значительным оказался вклад гематокрита в снижение текучести крови и ее кислородтранспортных возможностей. У лиц 3-й группы значение этого показателя составило 48,90±0,91%, тогда как в 1-й группе его величина равнялась 43,44±0.71% (таблица). Возрастание гематокрита выше 45%, как известно, ведет к ухудшению транспорта кислорода, несмотря на повышение кислородной емкости крови (9).

Одним из факторов, затрудняющих диффузию кислорода из крови в ткань, является повышенная агрегация эритроцитов (1). В проведенном исследовании у лиц 3-й группы индекс агрегации был выше, чем в контроле, на 78%, что, несомненно, сказалось на процессе оксигенации тканей.

Анализ параметров, характеризующих деформируемость эритроцитов, свидетельствовал о незначительном вкладе внутреннего содержимого этих клеток в их способность к деформации у людей со 100-метровой дистанцией безболевой ходьбы. Изменения таких показателей, как СКГЭ и Tк, находились в пределах 7-9%. Более значительные отличия (20%) от контрольной величины обнаружены при исследовании вязкости суспензии эритроцитов со стандартным гематокритом.

Существенно отличалось от контрольного и значение индекса адгезии лейкоцитов. В 3-й группе величина этого параметра равнялась 0,64±0,03 отн. ед., что указывало на повышенную по сравнению с контролем адгезивную способность этих клеток.

Показателем, характеризующим эффективность доставки кислорода в ткани, является отношение Ht/η. У людей со сниженными адаптационными возможностями организма величина этого показателя была меньше, чем в контроле, на 12-13%, что, вероятно, способствовало развитию гипоксии тканей. По этой причине, очевидно, у лиц 2-й и 3-й групп дистанция безболевой ходьбы ограничивалась лишь одной и двумя сотнями метров, соответственно.

Заключение

Таким образом, полученные результаты позволяют сделать заключение о целесообразности использования гемореологических методов исследования для оценки адаптации организма к физической нагрузке. Благодаря комплексному подходу к изучению текучести крови удается выявить те внутрисосудистые факторы, которые оказывают наиболее существенное влияние на кровоток. В проведенном исследовании такими факторами явились повышение вязкости плазмы, гематокрита, агрегации эритроцитов, адгезии лейкоцитов, а также снижение деформируемости эритроцитов. Указанные изменения обусловливают увеличение вязкости крови у лиц со сниженными адаптационными возможностями организма. Кроме того, выявленные гемореологические сдвиги снижают эффективность транспорта кислорода. Наиболее выраженные изменения реологических параметров крови отмечаются у лиц с самой низкой степенью адаптации к физической нагрузке.

Список литературы

1. Галенок В.А., Гостинская Е.В., Диккер В.Е. Гемореология при нарушениях углеводного обмена. Новосибирск: Наука, 1987.

2. Гущин А.Г., Муравьев А.В., Шаечкина И.К. Оценка комплекса гемореологических параметров при эритроцитозе // Физиология человека. 2000. Т.26. №2. СП 1-114.

3. Корнеева И.Т., Поляков С.Д. Факторы риска развития хронического физического перенапряжения сердца у спортсменов // Теория и практика физкультуры. 2001. №11. С.50- 52.

4. Мильнер Е.Г. Пути повышения эффективности оздоровительной тренировки // Теория и практика физкультуры. 2000. №9. С.43—45.

5. Муравьев А.В., Якусевич В.В., Зайцев Л.Г. и др. Гемореологические профили у пациентов с артериальной гипертензией в сочетании с синдромом гипервязкости // Физиология человека. 1998. Т.24. №4. С.113-117.

6. Сухарев А.Г. Здоровье и физическое воспитание детей и подростков. М.: Медицина, 1991.

7. Хутиев Т.В., Антомонов Ю.Г., Котова А.Б., Пустовойт О.Г. Управление физическим состоянием организма. М.: Медицина, 1991.

8. Berling С., Bucherer С., Lelievre J.C. et al. Comparison between viscometry and filtration. Applications on stored and artificially modified red blood cells // Clin. Hemorheol. 1985. V.5. P. 217-223.

9. Messmer K. Oxygen transport capacity // High Altitude Physiol. N.Y.: Springer, 1982. P.1 17-122.

10. Rampling M.W. Red cell aggregation as a risk factor for thrombosis // Rev. Port. Hemorheol. 1991.V.5.P.39-47.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.yspu.yar.ru