Фармакокинетика лактата как основа метода оценки вклада анаэробного гликолиза в энергетику упражнений у конькобежцев и гребцов байдарочников

Л.М. Шкуматов, канд. биол. наук, Е.А. Мороз

ГУ НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь, г. Минск

В циклических видах спорта высших достижений соревновательная деятельность требует экстремальной мобилизации всех энергетических ресурсов организма. Поэтому тренировочный процесс выстраивают таким образом, чтобы максимально увеличить энергетические возможности организма. В этой связи возникает необходимость количественной оценки метаболического потенциала организма для генерации энергии. Если длительную работу и ее мощность можно с удовлетворительной точностью определить, измерив, потребление кислорода, то энерготраты в кратковременной спортивной работе можно лишь оценить. Это обусловлено недостатками применяемых методов. Относительно доступный и не инвазивный метод по определению величины и структуры кислородного долга обладает рядом погрешностей, которые не всегда можно учесть. Прямой метод определения баланса субстратов и метаболитов (в основном молочной кислоты и фосфагенов) в мышечной ткани и крови весьма травматичен, так как предполагает получение биоптатов мышечной ткани и катетеризацию крупных сосудов.

Применяемая в настоящее время в тренировочном процессе методика определения концентрации молочной кислоты в крови, позволяет, в лучшем случае, охарактеризовать динамику аэробных процессов (по величине ПАНО). Обычно же определение уровня лактата в крови используется тренерами для подтверждения эмпирических представлений о зонах мощности тренирующих воздействий.

В связи со сказанным целью настоящей работы было разработать методику определения вклада анаэробного гликолиза в энергетику конкретного упражнения в условиях максимально приближенных к тренировочному процессу у спортсменов высокой квалификации.

В“полевых условиях”проведено определение механических параметровупражнения, биокинетики лактата и определение вклада анаэробного гликолиза в энергообеспечение упражнения (бег в гору 120 м, уклон 25 %, подъем по вертикали на 30м) у конькобежцев.

В лабораторных условиях определение величины и мощности выполненной за упражнение работы у конькобежцев проведено на велоэргометре SCHILLER ERGOSANA модель ERG911. Определение механических параметров гребли, биокинетики лактата и вклада анаэробного гликолиза в энергообеспечение упражнения у гребцов на байдарках осуществлено при тестировании их работоспособности на гребном тренажере Dansprint. Квалификационный уровень и конькобежцев и гребцов от КМС до МСМК.

Забор проб капиллярной крови из пальца для определения концентрации лактата для биокинетических исследований производился в калиброванные капилляры (20 мкл) до, сразу после выполнения тестирующего упражнения и на протяжении 30-70 минут отдыха (5-12 точек). Пробы крови сразу же помещали в пластиковые пробирки, содержащие специальный реактив, тщательно перемешивали. Концентрацию лактата определяли на приборе ”BIOSEN”5040 фирмы EKF DIAGNOSTIC, (Германия).

В научной литературе на русском языке работ по кинетике эндогенного лактата очень мало, да и те выполнены более 30 лет назад. В то же время за рубежом довольно часто публикуются сведения по распределению и обмену лактата в организме в условиях нагрузок различнойинтенсивности. Метод определения вклада анаэробного гликолиза в энергообеспечение мышечной деятельности основывается на фундаментальном законе сохранения энергии и нескольких постулатах касающихся обмена энергии в организме

Обычно лактатные кривые представляют собой биэкспоненциальные функции времени:

(1)

где: La_(t) – концентрация лактата во время t, ммоль/л; La_(о) – концентрация лактата в начале восстановления, ммоль/л, A₁ и A₂ – параметры, соответствующие амплитуде концентрационных изменений лактата в крови, ммоль/л; k_a– константа скорости появления лактата в крови, мин^-1; k_d – константа скорости исчезновения лактата из крови, мин^-1.

Приведенное выше уравнение описывает биокинетику лактата в рамках двухчастевой фармакокинетической модели с всасыванием. Для расчета k_d мы применили регрессионный анализ в системе STATISTICA – модуль Multiple Regression.

Константу скорости появления лактата в крови (k_a) (выход из мышц) определяли методом подбора в среде электронных таблиц Excel из уравнения (2)

(2)

где t_max – время достижения максимальной концентрации лактата зафиксированной в крови; k_a– константа скорости появления лактата в крови, мин^-1; k_d – константа скорости исчезновения лактата из крови, мин^-1.

Прирост концентрации лактата в объеме распределения (ΔС_(v)) был рассчитан по уравнению (3):

(3)

где С_max(b) – максимальная концентрация лактата зафиксированная в сыворотке крови; С₁ – исходная концентрация лактата, ммоль/л; t_max – время достижения максимальной концентрации лактата, мин; k_a– константа скорости появления лактата в крови, мин^-1; k_d – константа скорости исчезновения лактата из крови, мин^-1.

Количество, образовавшегося в ходе нагрузки, лактата определили как произведение прироста лактата в объеме распределения (ΔС_(v)) на объем распределения. У мужчин для этого параметра принято значение 60 %, а у женщин – 52 % от массы тела, выраженные в литрах. Количество ресинтезированного в результате гликолиза АТФ определили как произведение величины образовавшегося лактата на коэффициент 1,5. Вклад анаэробного гликолиза в энергетику упражнения рассчитали как отношение АТФ за счет гликолиза ко всему количеству АТФ, затраченному на упражнение.

И скоростной бег на коньках, и гребля на байдарках относятся к циклическим видам спорта. Специальная деятельность у них реализуется за счет стереотипных движений – шагов и гребков. Разница между гребцами и конькобежцами в том, что передвижение по дистанции, в основном, у первых реализуется за счет верхней части тела, а у вторых – нижней. По литературным данным байдарочники высокого уровня способны в специальной деятельности на 95 % реализовать потенциал своего максимального потребления кислорода (МПК). Однако конькобежцы в упражнении продолжительностью около 30 с развивают механическую мощность почти в 2 раза большую, чем байдарочники. Очевидно, что это обусловлено тем, что в реализации движения при беге участвует гораздо больше мышц, чем при гребле на байдарках. Это обеспечивает существенный вклад креатинфосфатного механизма ресинтеза АТФ в энергообеспечение двигательной активности конькобежцев. А у байдарочников, как было показано нами ранее, вклад креатинфосфатного механизма гораздо меньше.

Таким образом, методика определения количественных параметров гликолиза на основе биокинетики эндогенного лактата позволяет определить его вклад в энергообеспечение конкретного упражнения. По ряду причин наилучшие результаты она дает при продолжительности работы в 2-4 минуты, что соответствует дистанциям в 500 и 1000 м гребли на байдарках.