Способ оценки действия лекарственных средств на работоспособность спортсменов

Способ относится к спортивной медицине. До приема лекарственного препарата последовательно проводят тест со ступенчато-возрастающей нагрузкой на велоэргометре с одновременным измерением пульса и легочной вентиляции. Через 10-15 минут проводят тест для определения максимальной алактатной мощности. На одной координатной сетке строят график зависимости пульса и график зависимости легочной вентиляции от мощности. На следующий день, через 1-2 часа после приема лекарственного препарата, повторно проводят тесты. Повторно строят на той же координатной сетке график зависимости пульса и график зависимости легочной вентиляции от мощности. О влиянии изучаемого препарата на спортивную работоспособность судят по отклонению графиков 3 и 4 от графиков 1, 2, а также изменению показателей конечной мощности, максимальной алактатной мощности, максимального потребления кислорода, потребления кислорода активными мышцами, количества окислительных мышечных волокон. Способ повышает точность и информативность оценки действия лекарственного препарата на сердечно-сосудистую и мышечную системы в условиях напряженной мышечной работы. 3 ил.

 

Изобретение относится к спортивной медицине и может быть использовано для оценки действия лекарственных препаратов на спортивную работоспособность.

Наиболее распространенными в спортивной медицине являются двигательные тесты. Они позволяют определить функциональную готовность и физическую работоспособность спортсмена. Насчитывается более сотни различных лабораторных тестов и только некоторые из них получили распространение.

В нагрузочном тестировании обычно используют один из видов эргометрии: 1. велоэргомерт; 2. ступенька или степэргометрия; 3. тредбан (бегущая дорожка); 4. ручной эргометр. Кроме того, применяют специальные приспособления: плавательный тредбан для пловцов, гребной эргометр и др. На основе полученных данных делаются различные рекомендации спортсменам и тренерам.

Для оценки работоспособности совместно с эргометрией используют газоанализатор, лактатный автоматический анализатор для определения уровня молочной кислоты и рН крови (или набор реактивов для ручного определения), определяют или рассчитывают максимальное потребление кислорода (МПК), уровень кислородного долга (КД). В настоящее время в практике спортивной медицины для апробации фармакологических средств в условиях напряженной мышечной работы применяются программы лабораторных и полевых испытаний, созданные в начале 1970-х годов.

Лабораторный вариант представляет собой эргометрические, газометрические, пульсовые измерения в 4-х видах предельных велоэргометрических испытаний (тест Новакки) со ступенчато-возрастающей нагрузкой, «удержание» критической мощности, 3 по 1 мин с максимальной частотой педалирования и 3 по 10 с максимальной частотой педалирования (Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: ФиС, 1988. - 208 с.). На основании проведенных тестов рассуждают об общей работоспособности, общей алактатной, гликолитической и аэробной мощности.

Известна проба Н.И.Волкова, в которой предлагают оценивать влияние лекарственных препаратов на анаэробную производительность. Для этого определяют уровень молочной кислоты через 3, 4, 10, 20 минут восстановления после одноминутной работы с минутным отдыхом, выполняемым три раза (Р.Д.Сейфулла, З.Г.Орджоникидзе и др. - М.: Литтера, 2003. - с.223).

Известные способы тестирования препаратов не позволяют точно сказать, почему повысилась или понизилась работоспособность, поскольку модель, которой пользуются, слишком проста и не учитывает строения мышц, правила рекрутирования мышечных волокон и многого другого. Поэтому все двигательные тесты с использованием эргометрии получили некорректную интерпретацию и характеризуют или максимальную алактатную мощность, или окислительное фосфорилирование, или оба этих механизма (Е.Б.Мякинченко, В.Н.Селуянов. Развитие локальной мышечной выносливости в циклических видах спорта. - М.: ТВТ Дивизион, 2005, - с.55-61.). Кроме того, сейчас доказано, что внутримышечное выделение протонов водорода и лактата не связано с гипоксией мышц при мышечной работе с возрастающей мощностью.

Прототипом данного изобретения является способ оценки действия лекарственных средств путем проведения теста со ступенчато-возрастающей нагрузкой (Е.А.Рожкова, З.Г.Орджоникидзе, Р.Д.Сейфулла. Сравнительное исследование влияния витамакса, синергина и -токоферола на физическую работоспособность спортсменов высокой квалификации // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2003. - Том 66, №1, с.64-66). Влияние препаратов на работоспособность определяли по длительности выполняемой работы и уровню физической нагрузки во время приема препарата на 10 и 21 день и через 5 дней после прекращения приема. Подобная оценка работоспособности не учитывает воздействие физических нагрузок на адаптационные процессы, мышечную композицию у спортсмена (соотношение окислительных, промежуточных и гликолитических мышечных волокон), внутримышечные факторы аэробной производительности и силу мышц, а также производительность сердечно-сосудистой системы. Поэтому недостатком данного метода является низкая информативность.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего оценить влияние исследуемого препарата на физиологические процессы, происходящие в условиях напряженной мышечной работы.

Технический результат при использовании способа - повышение точности и информативности оценки действия лекарственного препарата на сердечно-сосудистую и мышечную системы в условиях напряженной мышечной работы.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. До приема изучаемого вещества последовательно проводят два теста, перерыв между которыми составляет 10-15 минут. Сначала проводят тест со ступенчато-возрастающей нагрузкой, при выполнении которого используют велоэргометр (для измерения внешней мощности), волюметр VOLID-900 (для определения легочной вентиляции) и монитор сердечных сокращений POLAR s625x (для фиксации ЧСС). В конце каждой ступени с приборов одновременно снимают показания. Начальная мощность составляет 15-50 Вт, при этом величина прироста мощности на последующей ступеньке не более 30 Вт. Темп педалирования 60-90 об/мин, время работы на каждой ступеньке 2 минуты (когда работа продолжается без снижения мощности более 1 минуты, то энергообеспечение идет преимущественно за счет аэробного гликолиза или окисления жиров), длительность теста до отказа от работы. На основании полученных данных строят график (1) зависимости пульса (Ps) и график (2) зависимости легочной вентиляции (Ve) от мощности (W). На оси абсцисс расположены значения пульса и легочной вентиляции, а на оси ординат значения внешней мощности на каждой ступени. Таким образом, на одной координатной сетке расположены два графика. Вверху - линейная диаграмма пульса, а внизу - легочной вентиляции. По характеру перегибов на графике легочной вентиляции (2) определяют аэробный и анаэробный пороги, а также мощность, развиваемую мышцами на этих порогах. Первый излом указывает на наступление аэробного порога (АэП), т.е. силу окислительных мышц. Второй излом показывает максимальный окислительный потенциал активных мышц или анаэробный порог (АнП) (Селуянов В.Н., Мякинченко Е.Б., Холодняк Д.Г., Обухов С.М. Физиологические механизмы и методы определения аэробного и анаэробного порогов // Теория и практика физической культуры, 1991. - №10, с.10-18). По величине внешней мощности (М) вычисляют потребление кислорода (ПК) активными мышцами на каждом пороге. ПК=М:78 Вт/лО₂ (Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. - М.: Медицина 1990. - 192 с.). Максимальное потребление кислорода (МПК) рассчитывают по максимальной величине легочной вентиляции (Ае) путем деления полученного значения на 20 (двадцать) и на массу тела. Конечную мощность фиксируют на последней ступени теста. По графику 1 зависимости пульса (Ps) от мощности (W) рассчитывают величины спортивного сердца и производительность сердечно-сосудистой системы. Вначале определяют внешнюю мощность мышечной нагрузки на пульсе 170 ударов в минуту, так называемую величину PWC₁₇₀ (обозначение термина от первых букв английского «физическая работоспособность» Physical Working Capacity). Если внешняя нагрузка определялась в системе СИ, т.е. в ваттах, то полученное число умножается на шесть. Затем рассчитываются другие показатели по следующим формулам:

ударный объем Qs=0,008·PWC₁₇₀+25,

минутный объем кровотока Qm=Qs·ЧСС,

абсолютный объем сердца HV=0,45·PWC₁₇₀+280,

относительный объем сердца RHV=0,035·PWC₁₇₀+17,5.

(Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: ФиС, 1988, с.75-82; Борисова Ю.А. Объем сердца у юных спортсменов на ранних этапах адаптации к физической нагрузке // Клинико-физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов: Сб. посвящ. двадцатипятилетию каф. спорт, медицины им. проф. В.Л.Карпмана / РГАФК. - М., 1994. - с.168-175). Затем проводят второй тест для определения максимальной алактатной мощности (МАМ) по величине установленного сопротивления и максимальному темпу педалирования. Обычно максимальный темп наблюдается на 4-7 секунде спурта (Е.Б.Мякинченко, В.Н.Селуянов Развитие локальной мышечной выносливости в циклических видах спорта. - М.: ТВТ Дивизион, 2005, с.61-63). Далее рассчитывают потребление кислорода (ПК) активными мышцами. Мощность, которую потенциально могут выработать митохондрии мышц за счет потребления кислорода, составляет не более 50% от МАМ. Поэтому МАМ:2 = потенциальное потребление кислорода активными мышцами. Мышечную композицию рассчитывают так: МАМ Вт - АнП Вт = X;

АнПВт:Х·100%=ОМВ%

(Селуянов В.Н. Интуиция слепа без знания // Лыжный спорт. - 2002 - №23 - с.62-77). Таким образом, в результате двух тестов получают ряд показателей, характеризующих внутримышечные факторы аэробной производительности, и рассчитывают величины спортивного сердца.

На следующий день, через 1-2 часа после приема изучаемого лекарственного средства, повторно проводят тест со ступенчато-возрастающей нагрузкой и тест для определения максимальной алактатной мощности. Затем повторно строят график (3) зависимости пульса и график (4) зависимости легочной вентиляции от мощности на той же координатной сетке. О влиянии изучаемого препарата на спортивную работоспособность судят по отклонению графиков 3 и 4 от графиков 1 и 2. При повышении пульсового графика 3 происходит снижение ударного, минутного, абсолютного и относительного объемов сердца. В этом случае действие препарата оценивают как понижающее производительность сердечно-сосудистой системы. При снижении пульсового графика 3 происходит увеличение ударного, минутного абсолютного и относительного объемов сердца, действие препарата оценивают как повышающее производительность сердечно-сосудистой системы.

Если на графике 4 легочной вентиляции под воздействием исследуемого препарата происходит понижение мощности на аэробном пороге (первый перелом на графике), значит, препарат снижает силу окислительных мышц. Если обнаруживается повышение мощности АэП, то он увеличивает силу окислительных мышечных волокон. Влияние лекарственного препарата на анаэробный порог (второй перелом на графике) оценивают аналогично, т.е. увеличение мощности АнП указывает на повышение окислительного потенциала мышц (положительное влияние на функционирование митохондрий), а понижение мощности анаэробного порога говорит о снижении окислительного потенциала мышц (отрицательное влияние на функционирование митохондрий). О положительном влиянии изучаемого препарата на локальную мышечную выносливость говорит рост показателей конечной мощности, максимальной алактатной мощности (МАМ), максимального потребления кислорода (МПК), потребления кислорода активными мышцами, количества окислительных мышечных волокон (ОМВ). Если действие препарата окажется отрицательным, то указанные показатели понизятся.

На фиг.1 показано действие троксевазина на спортсмена Т.; на фиг.2 - то же на спортсмена Ж.; на фиг.3 - то же на спортсмена Р.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Спортсмену Т. до приема лекарственного препарата были последовательно проведены тест со ступенчато-возрастающей нагрузкой и тест для определения максимальной алактатной мощности с перерывом 10 минут, построены 2 графика. На следующий день, через 2 часа после приема троксевазина, повторно провели эти тесты. Повторно построены графики. Графики 1, 2 выстроены по данным первого дня исследования, графики 3, 4 - по данным второго дня после приема лекарственного вещества (фиг.1). Препарат повысил работоспособность у спортсмена Т. за счет увеличения производительности сердечно-сосудистой системы и повышения локальной мышечной выносливости. Снижение пульсового графика 3 соответствует расчетным данным и показывает увеличение показателей ударного объема (Qs), минутного объема кровотока (Qm), абсолютного объема сердца (HV), относительного объема сердца (RHV) и PWC₁₇₀. По графику легочной вентиляции (4) видно, что на силу окислительных мышечных волокон действие не оказывается (мощность и относительное потребление кислорода в обоих случаях одинакова 310 Вт и 50,6 мл/O₂/кг/мин), зато повышается окислительный потенциал мышц (с 331 до 349 Вт и относительное потребление кислорода с 54,5 до 57,1 мл/O₂/кг/мин) и количество окислительных мышечных волокон (ОМВ) с 41,1% до 42,5%. Возросшая МАМ указывает на повышение сократительной способности мышц, а вместе с тем и увеличение ПК активными мышцами и МПК. Данный пример объясняет, почему произошел рост общей работоспособности у данного спортсмена (конечная мощность возросла с 349 до 369 Вт).

Пример 2. Тестирование спортсмена Ж. провели аналогично примеру 1. На фиг.2 видно, что на производительность сердечно-сосудистой системы препарат влияние не оказал - пульсовые графики 1, 3 практически совпадают, показатели спортивного сердца не изменились, а спортивная работоспособность повысилась исключительно за счет улучшения показателей локальной мышечной выносливости - график легочной вентиляции 4 снижается с первой ступени.

Увеличение мощности на АэП (с 310 до 331 Вт) и АнП (с 331 до 349 Вт), а также возросшее количество ОМВ показывает, что препарат воздействует на силу и окислительный потенциал, поэтому возросла конечная мощность, т.е. общая работоспособность.

Пример 3. Тестирование спортсмена Р. провели аналогично примеру 1. Снижение пульсового графика 3 на фиг.3 указывает на повышение производительности сердечно-сосудистой системы, что подтверждается расчетными данными (рост значений Qs, Qm, HV, RHV и PWC₁₇₀). Вместе с тем на локальную мышечную выносливость оказывается минимальное влияние. Уменьшилась сила окислительных мышечных волокон (с 242 до 219 Вт) и их количество на 0,5%, окислительный потенциал мышц не изменился, едва заметно повысилась максимальная алактатная мощность на 6 Вт. Увеличение МПК в сравнении с двумя предыдущими примерами подтверждает минимальное влияние препарата на мышцы данного спортсмена. В итоге можно констатировать, что увеличение конечной мощности или спортивной работоспособности произошло за счет повышение производительности сердечно-сосудистой системы.

Способ оценки действия лекарственных средств на работоспособность спортсменов, отличающийся тем, что до приема изучаемого лекарственного препарата последовательно проводят два теста с перерывом 10-15 мин, сначала проводят тест со ступенчато-возрастающей нагрузкой на велоэргометре, одновременно измеряют легочную вентиляцию и пульс, для чего на одной координатной сетке строят график зависимости пульса и график зависимости легочной вентиляции от мощности, по характеру перегибов на графике зависимости легочной вентиляции от мощности определяют аэробный и анаэробный пороги, мощность, развиваемую мышцами на этих порогах, первый излом указывает на наступление аэробного порога, второй излом показывает анаэробный порог, определяют максимальное потребление кислорода, по графику зависимости пульса от мощности определяют величины спортивного сердца и производительность сердечно-сосудистой системы, после чего проводят тест для определения максимальной алактатной мощности, рассчитывают потребление кислорода активными мышцами; на следующий день через 1-2 ч после приема изучаемого лекарственного препарата, повторно проводят тест со ступенчато-возрастающей нагрузкой и тест для определения максимальной алактатной мощности, повторно строят на той же координатной сетке график зависимости пульса и график зависимости легочной вентиляции от мощности, о влиянии изучаемого препарата на спортивную работоспособность судят по отклонению графиков зависимости пульса и легочной вентиляции от мощности после приема препарата от графиков зависимости пульса и легочной вентиляции от мощности до приема препарата, при повышении значений пульса и легочной вентиляции на графике зависимости пульса от мощности после приема препарата происходит снижение ударного, минутного, абсолютного и относительного объемов сердца, при этом действие препарата оценивают как понижающее производительность сердечно-сосудистой системы, при снижении значений пульса и легочной вентиляции на графике зависимости пульса от мощности после приема препарата происходит увеличение ударного, минутного абсолютного и относительного объемов сердца, при этом действие препарата оценивают как повышающее производительность сердечно-сосудистой системы, при понижении мощности на аэробном пороге на графике зависимости легочной вентиляции от мощности после приема препарата действие препарата оценивают как снижающее силу окислительных мышц, при повышении мощности на аэробном пороге на графике зависимости легочной вентиляции от мощности после приема препарата действие препарата оценивают как увеличивающее силу окислительных мышечных волокон, при увеличении мощности анаэробного порога на графике зависимости легочной вентиляции от мощности после приема препарата действие препарата оценивают как повышающее окислительный потенциал мышц, при понижении мощности анаэробного порога на графике зависимости легочной вентиляции от мощности после приема препарата действие препарата оценивают как снижающее окислительный потенциал мышц, при увеличении показателей конечной мощности, максимальной алактатной мощности, максимального потребления кислорода, потребления кислорода активными мышцами, количества окислительных мышечных волокон действие препарата оценивают как повышающее локальную мышечную выносливость, при уменьшении показателей конечной мощности, максимальной алактатной мощности, максимального потребления кислорода, потребления кислорода активными мышцами, количества окислительных мышечных волокон действие препарата оценивают как снижающее локальную мышечную выносливость.