Автореферат и диссертация по медицине (14.00.51) на тему:Изменение минеральной плотности пяточной кости спортсменов под влиянием спортивной деятельности

На правах рукописи

СТУДЕНИКИНА Наталья Николаевна

ИЗМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ПЯТОЧНОЙ КОСТИ СПОРТСМЕНОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

14.00.51 - Восстановительная медицина, лечебная физкультура и спортивная медицина, курортология и физиотерапия «

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в лаборатории спортивной антропологии, морфологии и генетики Всероссийского научно-исследовательского института физической культуры и спорта.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник АБРАМОВА Тамара Федоровна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор

МАРТИРОСОВ

Эдуард Георгиевич

доктор педагогических наук, профессор

ШИРКОВЕЦ

Евгений Аркадьевич

Ведущая организация: Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма

Защита диссертации состоится 20 апреля 2005г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.311.002 01 во Всероссийском научно-исследовательском институте физической культуры и спорта по адресу: 105005, г. Москва, Елизаветинский пер., д. 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института физической культуры и спорта.

¿M^i ло&ъъз <ь

maz

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Напряженная мышечная деятельность современных спортсменов на всех этапах спортивного онтогенеза является мощнейшим фактором мобилизации функциональных резервов организма. Тренировочный процесс стимулирует интенсивное расходование энергетических ресурсов, минеральных веществ и витаминов, в ряде случаев провоцируя нарушение различных подсистем организма, в частности костной (Миронова З.С., 1982).

Одно из самых частых метаболических нарушений костной системы -остеопороз характеризуется прогрессирующим снижением минеральной плотности скелета и нарушением микроархитектоники костной ткани, что в итоге приводит к повышению хрупкости костей и травматизму. Причины остеопоротических изменений множественны, включают первичные (онтогенетические, генетические, половые, определяющие особенности костного обмена) и вторичные (нарушения гормональной сферы, желудочно-кишечного тракта, травматизм, двигательная активность, иммобилизация и др). Лечение и реабилитация остеопоротических изменений долговременны, всегда эффективны, требуют больших материальных затрат (Риггс Б.Л., Мелтон III Л.Д., 2000;Рожинская Л.Я.,2000). Наиболее важным, простым и безопасным методом профилактики остеопороза является физическая активность (Ligata A.A., 1988; Aloia J. F., 1989).

В ряде исследований показано, что остеопоротические изменения являются одной из главных причин травматизма у спортсменов в процессе напряженной мышечной деятельности (Montoye et al., 1980; Миронова З.С.,1982; Бачу И.С, 1984; Бруско А.Т.,1985; Франке, 1995; Miller J, 2003). При этом среди факторов спортивной деятельности, вызывающих снижение минеральной плотности скелета, выделяются в основном интенсивность и специфика двигательной деятельности. Однако, существующие данные фрагментарны и малочисленны, не охватывают все разнообразие спортивной деятельности. Накопление данных о минеральной плотности костной ткани спортсменов (без клинических показаний) в большой мере лимитируется особенностями метода диагностики, и в первую очередь степенью его побочных воздействий.

Среди пригодных для массовых наблюдений современных методов, благодаря отсутствию лучевых нагрузок, транспортабельности, портативности аппаратов, высокой скорости процедуры, точности и воспроизводимости, выделяется ультразвуковая денситометрия (Глюэр К.К., 1999). Большинство ультразвуковых денситометров ориентировано на оценку трабекулярной структуры пяточной кости,

_3

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА Петербург

200%РК

которая в силу более высокого метаболизма, чем кортикальная кость, адекватно отражает костные потери Эксперименты показали высокую аппроксимацию оценки минеральной плотности пяточной кости на оценку отделов осевого скелета (Баран Д.Т., Фолкнер К.Г., 1998).

Таким образом, характер двигательной деятельности в различных видах спорта, высокая и ранняя интенсификации подготовки современных спортсменов, высокий травматизм определяют актуальность исследования изменчивости минеральной плотности костной ткани спортсменов с применением УЗИ-денситометрии.

Цель работы - изучить состояние минеральной плотности пяточной кости спортсменов в условиях напряженной мышечной деятельности

Объект исследования. Минеральная плотность пяточной кости спортсменов обоего пола различных специализаций.

Предмет исследования. Изменчивость минеральной плотности пяточной кости у спортсменов в условиях специфики спортивной деятельности.

Гипотеза. Экстремальность спортивной деятельности предъявляет высокие требования к костной системе. Минеральная плотность костной ткани является объективным маркером состояния костной системы. Выявление закономерностей влияния специфики напряженной физической деятельности на уровень минеральной плотности позволит определить группы видов спорта с повышенным риском нарушения костного обмена и травматизма опорно-двигательного аппарата. Установленные особенности изменчивости минеральной плотности послужат обоснованием внедрения периодической УЗИ-диагностики костной ткани в систему комплексного контроля за состоянием спортсменов в процессе подготовки.

Задачи исследования:

1.Изучить минеральную плотность пяточной кости у спортсменов обоего пола в зависимости от стажа, квалификации и характера двигательной деятельности.

2.Выявить взаимосвязь минеральной плотности пяточной кости и возраста у спортсменов обоего пола.

3. Изучить взаимосвязь минеральной плотности пяточной кости и особенностей телосложения у спортсменов обоего пола.

4.Изучить динамику минеральной плотности пяточной кости спортсменов высокой квалификации на этапах олимпийского цикла подготовки.

5.0пределить специфические факторы спортивной деятельности, вызывающие снижение минеральной плотности пяточной кости.

Научная новизна.

Впервые представлены системные данные об изменчивости минеральной плотности пяточной кости у спортсменов обоего пола с учетом влияния специфических спортивных факторов на фоне обшебиологических закономерностей становления костной ткани

Впервые показано, что изменения минеральной плотности пяточной кости в течение олимпийского цикла подготовки в большой мере определяются тренировочным воздействием на организм спортсмена. Максимальные по объему и интенсивности специализированные нагрузки у взрослых велосипедистов экстракласса предопределяют выраженное угнетение процессов костного ремоделирования на этапах олимпийской подготовки, особенно проявляющееся в подготовительный период Тренировочные нагрузки юниорского плана подготовки велосипедистов моложе 20 лет, не достигнувших значений пика костной массы, напротив, способствуют нормализации становления минеральной плотности пяточной кости на протяжении трех лет подготовки

Впервые выявлены особенности полового диморфизма в изменчивости минеральной плотности костной ткани в условиях спортивных занятий. Показано, что в возрастных периодах набора и удержания пиковой костной массы на этапах спортивного совершенствования мужчины-спортсмены имеют более высокий, чем спортсменки, риск снижения минеральной плотности пяточной кости. Изменчивость минеральной плотности костной ткани у мужчин-спортсменов в меньшей мере, чем у женщин, зависит от особенностей телосложения, проявляя низкую связь с продольными размерами тела, то есть в некоторой степени определяется особенностями костного метаболизма в онтогенезе, у женщин, напротив - уровнем развития лабильных компонентов массы тела, косвенно отражая преимущественное влияние текущего и накопленного воздействия физической нагрузки в условиях тренировочного процесса.

Теоретическая и практическая значимость исследования.

Результаты исследования дополнили представления об адаптации костной ткани к условиям спортивной деятельности под влиянием общебиологических и специфических факторов. Выявлены факторы изменения минеральной плотности костной ткани в условиях различной спортивной деятельности, среди которых приоритетное значение имеют возрастное развитие, половые особенности и направление вектора нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Выявленная объективная значимость УЗИ-денситометрии в аспекте диагностики нарушения костного обмена в ходе тренировочной деятельности позволяет использовать этот

метод в скриннинговой программе обследования с целью выявления спортсменов, нуждающихся в углубленном анализе состояния здоровья Внедрение метода в программы текущих, этапных комплексных и углубленных медицинских обследований расширит и углубит целостную оценку адаптивной реакции спортсменов на нагрузку и состояния здоровья, способствуя повышению эффективности медико-биологического контроля и подготовки спортсменов. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Изменчивость минеральной плотности пяточной кости спортсменов находится под влиянием общебиологических закономерностей и специфических факторов спортивной деятельности.

2. Характер распределения гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат определяет ведущее специфическое формирующее воздействие на костную ткань спортсменов.

3. Риск снижения минеральной плотности костной ткани в условиях спортивной деятельности в большой мере определяется половыми особенностями биологического созревания и гормонального статуса.

4. Метод ультразвуковой денситометрии пяточной кости обеспечивает объективную оценку состояния минеральной плотности костной ткани у спортсменов.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на V международной научно-практической конференции «Пилотируемые полеты в космос» (Звездный Городок, 2003), на Всероссийской научно-практической конференции «Физическая культура и спорт как один из факторов национальной безопасности в условиях Северного Кавказа» (Нальчик, 2004).

Методические подходы и результаты данной работы доложены и обсуждены на совместном заседании лаборатории спортивной антропологии, морфологии и генетики, лаборатории функциональной диагностики и врачебного контроля, и лаборатории спорта высших достижений Всероссийского научно-исследовательского института физической культуры и спорта 30 ноября 2004 года.

Публикации. Основные результаты опубликованы в 3 научных работах и внедрены в практику подготовки спортсменов (акты прилагаются).

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, практических рекомендаций и списка литературы Список использованной литературы включает 118 наименований, в том числе 52 на иностранном языке Текст работы изложен на 135 страницах компьютерной верстки, включает 20 таблиц и 19 рисунков.

МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались следующие методы, теоретический анализ и обобщение литерагурных данных; УЗИ-денситометрическое тестирование минеральной плотности пяточной кости; антропометрия, калиперометрия, математическая статистика.

Минеральная плотность костей определялась в области пятки на ультразвуковом костном денситометре «Achilles Express» (Lunar, USA). Согласно рекомендациям ВОЗ оценка минеральной плотности проводилась относительно пикового уровня костной ткани (для данного участка скелета - % от значения для 20-30 лет): 87,1-113% - норма; снижение минеральной плотности пяточной кости в пределах 87-68% от нормальной пиковой массы кости (норма для 20 лет) - остеопения; менее 68% - остеопороз, более 113% - превышение нормальной минеральной плотности пяточной кости. Кроме того, учитывались случаи, когда прибор не идентифицировал уровень минеральной плотности кости, что отражает также очень высокую минеральную плотность (программа «Achilles Express»). При анализе данных отдельно рассматривались варианты нижней (89-99% от пиковой массы) и верхней (100-113%) границы нормы с целью выделения состояний начального развития снижения минеральной плотности.

Организация исследования. Исследования проводились в течение 2001-2004 г. г. в рамках научно-методического обеспечения спортсменов сборных команд страны и их ближайшего резерва по программам этапного комплексного и углубленного медицинского обследований.

В соответствии с поставленной целью в эксперименте принимали участие спортсмены 15-ти различных видов спорта: 577 мужчин (легкая атлетика, лыжные гонки, лыжное двоеборье, биатлон, бокс, дзюдо, волейбол, футбол, коньки, фехтование, академическая гребля, байдарка, каноэ, велоспорт, плавание) и 320 женщин (академическая гребля, байдарка, баскетбол, биатлон, велоспорт, легкая атлетика, лыжные гонки, плавание, фехтование). Спортсмены представляли разные квалификационные группы (от II разряда до змс) со стажем спортивной деятельности от 1 до 28 лет и с возрастным варьированием от 12 до 36 лет. Тестирования проводились от одного до трех раз в год в разные циклы подготовки спортсменов (подготовительный, предсоревновательный и соревновательный) в зависимости от конкретной задачи. Результаты измерений были ранжированы по половой принадлежности, по возрастным группам: < 17лет, 17-19 лет, 20-25 лет, > 25 лет; по спортивной квалификации на группы' 1 - змс, мсмк; 2 - мс; 3 - kmc, I, II Всего было проведено около 2000 денситометрических человекоизмерений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Минеральная плотность пяточной кости и специфика спортивной деятельности Результаты исследования спортсменов обоего пола показали, что для представителей спортивной популяции в целом свойственен нормальный средний уровень минеральной плотности пяточной кости (МППК), соответствующий пиковой массе костной ткани: 101,9% - для мужчин, 106,0% - для женщин (табл. 1,2).

Таблица 1.

Показатели минеральной плотности (% от пиковой) спортсменов различных видов спорта.*

№ Вид спорта п Параметры Возраст, г Стаж, г МППК

1 Бокс 45 X 22,6 9,9 112,7

сУ 13,33 33,90 10,22

2 Легкая 24 X 22,4 8,9 109,8

атлетика сУ 19,75 23,16 10,03

3 Волейбол 20 X 24,4 13,1 108

сУ 22,04 31,19 12,96

4 Футбол 24 X 25,3 16,2 107Д

сУ 19,61 23,87 11,71

5 Лыжное 21 X 21,2 12,2 106,7

двоеборье сУ 16,61 31,58 12,08

6 Фехтование 16 X 24,3 13,8 105,9

сУ 12,62 26,71 13,9

7 Коньки 34 X 20,0 10,0 105,5

сУ 15,17 28,94 14,53

8 Биатлон 32 X 21,3 10,5 104,8

сУ 28,73 25,77 13,18

9 Лыжные 101 X 19,1 9,3 103,5

гонки сУ 20,35 23,62 13,93

10 Гребля 141 X 19,4 5,7 99,4

академическая сУ 16,69 20,52 14,21

11 Байдарка, 33 X 18,8 7,2 98,4

Каноэ сУ 18,08 28,90 14,61

12 Велоспорт 56 X 19,6 7,7 96,0

сУ 17,28 23,57 15,92

13 Плавание 30 X 18,2 10,7 92,6

сУ 23,55 26,77 12,14

Все спортсмены 577 X 20,5 8,9 101,9

сУ 20,68 24,48 14,51

'расположение видов спорта определялось величиной МППК

Анализ изменчивости среднегрупповых значений МППК выявил тенденционные различия между видами спорта Так. у мужчин максимальный уровень средних величин этого показателя (107,2% - 112,7%) отмечается у представителей бокса, легкой атлетики, футбола и волейбола, у женщин (111,4% - 114,9%) - в легкой атлетике, фехтовании и баскетболе, то есть в видах спорта с приоритетом - гравитационной нагрузки на стопы во время выполнения основного соревновательного упражнения. Напротив, минимальные значения МППК у мужчин (92,6% - 99,4%) и у женщин (97,9% - 103,1%) отмечаются у пловцов, велосипедистов и гребцов, принадлежащих к видам спорта, соревновательные упражнения в которых определяются ограничением или отсутствием вертикального воздействия вектора нагрузки на опорно-двигательный аппарат.

, Таблица 2.

Показатели минеральной плотности (% от пиковой массы) спортсменок различных видов спорта.

№ Вид спорта п Параметры Возраст, г Стаж, г МППК

1 Легкая 36 X 22,6 10,2 114,9

атлетика сУ 22,52 20,04 9,54

2 Фехтование 21 X 21,5 11,3 112,5

сУ 19,51 16,32 10,23

3 Баскетбол 8 X 25 15,23 111,4

сУ 15,68 27,31 7,12

4 Лыжные гонки 104 X 19,1 8,3 108,3

сУ 27,76 24,55 11,31

5 Биатлон 34 X 20,7 14,4 107,6

сУ 23,91 34,89 12,99

6 Байдарка 8 X 20,0 5,7 106,3

сУ 27,00 21,33 14,51

7 Гребля 84 X 19,1 4,9 103,1

академическая сУ 21,91 26,06 13,02

8 Велоспорт 19 X 22,3 7,3 102,6

сУ 27,85 22,62 11,85

9 Плавание 15 X 15,6 8,4 97,9

сУ 18,71 27,48 9,9

Все спортсменки 320 X 19,8 8,5 106,0

сУ 25,61 25,54 12,92

Значения МППК спортсменов большинства видов спорта имеют сходный уровень на правой и левой ногах. Однако, представители лыжного двоеборья, биатлона, футбола и фехтования у мужчин, и - легкой атлетики, фехтования и байдарки у женщин отличаются недостоверными, но выраженными различиями в

значениях МППК на правой и левой ногах- различия достигают 4-5% у мужчин и 6-26% у женщин.

Частота встречаемости различных категорий состояния МППК в еще большей мере определяется видовой спецификой при практическом отсутствии категории «остеопороз» у спортсменов обоего пола (табл.3).

Таблица 3.

Частота встречаемости различных категорий состояния костной ткани у спортсменов различных видов спорта (%)

№ Вид спорта МППК (категория, % от пиковой массы)

1» 2 3 4 5 6

<67% 68-87% 88-99% 100-113% >113% -

Мужчины

1 Бокс 0 0 7,7 16,8 28,9 46,6

2 Легкая атлетика 0 0 8,3 23,0 18,7 50,0

3 Волейбол 0 0 20,0 25,0 30,0 25,0

4 Футбол 0 0 6,3 6,3 10,4 77,0

5 Лыжное двоеборье 0 4,7 14,2 19,0 28,5 33,3

6 Фехтование 0 0 21,8 6,4 37,5 34,3

7 Коньки 0 5,8 19,3 14,7 26,4 33,8

8 Биатлон 0 6,0 23,7 31,8 21,9 16,6

9 Лыжные гонки 0 5,9 20,2 16,7 20,6 36,6

10 Гребля академическая 0,7 163 29,0 25,3 18,4 10,3

11 Байдарка 0 5,5 41,6 22,2 5,5 25,2

12 Каноэ 0 6,2 34,5 28,2 9,3 21,8

13 Велоспорт 0,9 25,0 24,3 19,6 16,0 15,1

14 Плавание 0 31,6 33,3 20,0 8,5 6,6

Все спортсмены 0,3 н* 20,7 23,1 17,2 27,1

Женщины

1 Легкая атлетика 0 0 2,7 4,1 18,0 75,2

2 Фехтование 0 7,1 2,3 14,3 31,0 45,3

3 Баскетбол 0 0 7,1 50,0 30,0 12,9

4 Лыжные гонки 0 2,8 11,6 19,5 24,6 41,5

5 Биатлон 0 5,8 10,3 20,5 23,6 39,8

6 Байдарка 0 12,5 6,2 31,3 12,5 37,5

7 Гребля академическая 0 8,8 18,2 29,4 17,8 25,8

8 Велоспорт 0 7,8 13,1 34,3 10,6 34,2

9 Плавание 0 16,6 33,4 30,0 10,0 13,3

Все спортсменки 0 5,8 13,4 21,4 20,3 39,1

* Примечание. 1 - остеопороз; 2 - остеопения; 3 - нижняя граница нормы; 4 - верхняя граница нормы; 5 - превышение нормы; 6 - значения МППК не определяются

У мужчин категория «остеопения» наиболее часто встречается у представите лей академической гребли, велоспорта и плавания (от 16,3% до 31,6%). Сниженный уровень МППК, включая нижнюю границу нормы и остеопению, максимально отмечается также в плавании, велоспорте и гребных видах спорта (от 40,7% до 64,9%). Напротив, такие специализации, как футбол, бокс и легкая атлетика, отличаются минимальной частотой случаев со снижением МППК ниже нормы (от 6,6% до 8,3%). Вместе с тем, в 27,1% случаев значения МППК не определялись, что наиболее характерно для бокса, легкой атлетики и футбола (от 46,6% до 77%) и редко встречается в плавании (6,6%) и гребле академической (10,3%).

У женщин остеопения в среднем отмечается у 5,8% всех обследованных спортсменок, что в 2 раза меньше, чем у мужчин; максимальная встречаемость - в гребле академической, байдарке и плавании (от 8,8% до 16,6%). Сниженный уровень МППК (остеопения и нижняя граница нормы) наблюдается в 19,2% случаев, что почти в 2 раза меньше, чем у мужчин; наиболее часто (от 20,9% до 50%) - в велоспорте, гребле академической и плавании, наименее часто (от 2,7% до 16,1%) - в легкой атлетике, баскетболе, фехтовании, лыжных гонках и биатлоне (табл.3).

Различные категории состояния МППК практически одинаково часты для обеих ног у представителей спортивной субпопуляции, мужчин и женщин. При этом размах встречаемости различных категорий МППК на правой и левой ногах в разных специализациях варьирует от 0 до 38% у мужчин и от 0 до 25% у женщин. В целом по рассматриваемым видам спорта у мужчин остеопороз преобладает на левой ноге (академическая гребля, велоспорт - от 1,5до 1,8%). Остеопения у спортсменов обоего пола чаще преобладает на правой ноге: у мужчин в среднем на 2,7% - коньки, академическая гребля, велоспорт, плавание; у женщин - в среднем на 2,2% -фехтование, биатлон, велоспорт и плавание). Категория «нижняя граница нормы», напротив, чаше превалирует на левой пятке: у мужчин -в среднем на 6,4%, что касается большинства рассмотренных видов спорта; у женщин - в среднем на 1,9% и характеризует баскетбол, велоспорт, плавание. В тоже время категория «верхняя граница нормы» у мужчин более часто превалирует на правой стопе (в среднем на 5,2% - бокс, фехтование биатлон, лыжные гонки, велотрек и плавание); у женщин, напротив - чаще преобладает на левой (на 5,3% - легкая атлетика, лыжные гонки, биатлон и академическая гребля). Категория «выше нормы» у мужчин в среднем одинаково часто преобладает как на правой, так и на левой ногах (в среднем на 5,6 и 5,0%, соотв.); у женщин в большинстве видов спорта - на правой пятке (в среднем -на 4,7%). Категория «отказ прибора» в среднем одинаково часто преобладает на обеих ногах : у мужчин в среднем на 4,3 и 3,9%, у женщин - на 2,2 и 2,5%, на правой и на левой пятках, соответственно.

Таким образом, уровень МППК у спортсменов зависит от специфики двигательной деятельности, свойственной виду спорта Деятельность в условиях приоритетного действия гравитационной нагрузки на стопы сопряжена с развитием высокой минеральной плотности пяточной кости у спортсменов Минимизация гравитационной нагрузки на стопы, напротив, соотносится со сниженным уровнем МППК. Выявленная зависимость характерна для спортсменов обоего пола с большей выраженностью негативного влияния у мужчин. Кроме того, уровень МППК у спортсменов формируется под влиянием асимметричной функциональной нагрузки на конечности с наиболее выраженным фактором риска остеопении на правой стопе.

Минеральная плотность пяточной кости и возраст спортсменов. Корреляционный анализ выявил малую, но достоверную связь между возрастом и уровнем МППК у представителей спортивной субпопуляции (г=0,21) с выраженным трендом повышения МППК в возрастном интервале от 12 до 35 лет, что более выражено у мужчин (рис.1).

<17л»т 17/1»л»т 20-28 лгг >26 лег

Рис. 1. Возрастное изменение показателей МППК у спортсменов разного пола

В то же время выделяются виды спорта, где проявление возрастных закономерностей нивелируется, по всей видимости, длительным специфичным воздействием нагрузки. Так, мужчины, представители лыжного двоеборья и велоспорта, и женщины, специализирующиеся в баскетболе, биатлоне и академической гребле, отличаются от всех других рассматриваемых специализаций более или менее выраженной тенденцией к снижению уровня МППК после достижения возраста пика костной массы (20-25 лет). У "Пловчих такая тенденция проявляется в еще более раннем возрасте, закономерно ориентированном на период завершения биологического созревания и повышения минеральной плотности костной ткани (17-19 лет) (табл.4).

Таблица 4.

Минеральная плотность пяточной кости у спортсменов некоторых специализаций с учетом возраста и пола

№ Вид спорта Возрастные группы Возраст, лет МППК,%

X сУ X 1 сУ

Мужчины

1 Лыжное двоеборье <20 18,3 1,85 108,8 10,61

20-25 21,4 10,05 113,1 6,26

>25 27,5 1,75 1013 10,39

2 Велоспорт <17 15,4 4,16 90,1 15,17

17-19 17,9 2,91 96,7 14,79

20-25 21,7 1,66 983 13,67

>25 26,2 3,02 97,0 18,02

3 Плавание <17 14,6 5,06 80,8 12,34

17-19 17,1 3,33 96,8 14,89

20-25 23,4 17,99 94,1 11,74

Женщины

1 Баскетбол 20-25 22,3 8,69 113,9 4,31

>25 28,7 10,28 107,8 9,16

2 Плавание <17 13,3 15,78 102,0 8,32

17-19 17,7 4,46 93,6 8,17

3 Биатлон <17 14,8 9,46 111,0 12,24

17-19 17,8 4,43 1133 6,76

20-25 21,4 6,92 105,2 11,62

>25 28,6 7,76 108,2 10,84

4 Гребля академическая <17 15,7 3,38 102,5 9,17

17-19 17,8 2,58 101,6 12,76

20-25 21,6 6,57 108,1 8,04

>25 29,6 10,64 103,9 14,45

Категориальная оценка состояния МППК позволила выделить у мужчин четыре группы специализаций (рис.2). Первая группа характеризуется закономерным возрастным повышением МППК при одновременном снижении доли категорий «остеопения» и «нижняя граница нормы» и включает футбол, легкую атлетику, лыжные гонки, фехтование, биатлон и коньки (рис.2). Вторая группа представлена только боксерами с неизменным уровнем МППК а возрастном интервале 16-28 лет. В третьей группе отмечается сохранение доли остеопении, повышение доли «нижней границы нормы» и снижение доли категорий с нормальными и высокими значениями МППК в возрастном интервале от 14 до 19 лет с последующей оптимизацией состояния костной ткани в возрасте от 20 до 25 лет (снижение встречаемости категорий «остеопения» и «нижняя граница нормы» при повышении доли

нормальных и высоких значений) и его неизменностью в условиях дальнейшей спортивной деятельности. К этой группе относятся байдарка, каноэ, гребля академическая, волейбол и лыжное двоеборье Спортсмены четвертой группы (плавание и велоспорт) характеризуются возрастным снижением встречаемости остеопении при одновременном увеличении доли нормальных и высоких значений к периоду набора пиковой костной массы (20-25 лет), однако при повторном повышении доли остеопении и снижении встречаемости нормальных значений МППК в условиях продолжения спортивного совершенствования.

II группа

<17тт 17-19лгт 20-25л«т >25лет

<17л#т 17-1вя»т 20-2Ьит >2(тт

Ж группа

IV группа

м : *

11 ;

<17лет 17-19лвт 20-25лет >25лет

<17л«т 17-1*1»т 20-25л«т >2влгг

«остеопения» — — — «нижняя граница нормы»----«норма»

Рис.2. Варианты возрастного изменения встречаемости различных категорий состояния костной ткани у мужчин разных видов спорта («норма» включает категории «верхняя граница нормы», «выше нормы»).

У женщин-спортсменок выделено три группы видов спорта со сходным распределением различных категорий состояния костной ткани (рис.3). Закономерное возрастное повышение доли категории «норма» и снижение частоты категорий «остеопения» и «нижняя граница нормы» отмечается в фехтовании, лыжных гонках, биатлоне и велоспорте (I группа). Неизменность представительства различных

категорий МППК в анализируемом возрастном интервале отмечается у легкоатлеток (II группа). Спортсменки третьей группы (плавание, академическая гребля) отличаются тенденцией увеличения доли остеопении и снижением встречаемости нормальных значений МППК по мере взросления с максимальной частотой встречаемости в возрасте достижения биологической зрелости (17-19 лет) и старше 25 лет. Представители возрастной категории 20 - 25 лет характеризуются преобладанием доли нормальных значений МППК и отсутствием встречаемости остеопении.

Н группа

<17л«т 17-1»лст 20-2атт >2вл*т

<17л0Т 17-1*11» 20-Жл*т >2Ьт

N1 группа

—— «остеопения» — — — «нижняя граница нормы» ----«норма»

Рис.3. Варианты возрастного изменения встречаемости различных категорий состояния костной ткани у женщин разных видов спорта.

Таким образом, возрастное развитие оказывает закономерное влияние на формирование минеральной плотности пяточной кости у представителей спортивной субпопуляции обоего пола при наличии существенного вклада видовой специфики, Ограничивающей действие возрастного фактора в условиях снижения гравитационной нагрузки на стопы спортсменов.

Стаж и квалификация спортсменов оказывают незначительное влияние на уровень МППК (рис.4). У мужчин отмечается малая, но достоверная прямая связь между стажем, квалификацией и МППК (г=0,19), у женщин таковая отсутствует.

мппк,*

111 -г

103

95 ---,-

КМС,|,|| НС экс.иапк

Рис. 4. Соотношение уровня МППК и квалификации у спортсменов обоего пола.

Вместе с тем, как исключение, у мужчин выделяются лыжное двоеборье, велоспорт и плавание, где в процессе спортивного становления от I разряда до мс происходит увеличение уровня МППК при последующем его снижении по мере дальнейшего роста стажа и квалификации спортсменов (табл.5).

Таблица 5.

Минеральная плотность пяточной кости у спортсменов некоторых специализаций с учетом стажа и квалификации

№ Вид спорта Квалификация Стаж, г МППК,%

X с\ X сУ

1 Лыжное двоеборье кмс, 1,11 10,3 9,42 97,8 15,42

мс 10,1 18,21 112,4 9,57

змс, мсмк 17,6 12,21 107,8 4,54

2 Каноэ кмс, 1,11 5,8 33,45 102,3 8,23

мс 7,4 25,54 96,3 8,69

3 Велоспорт кмс, 1,11 3,9 35,89 88,0 20,27

мс 6,0 58,66 96,7 15,14

змс, мсмк 9,1 30,66 91,3 12,17

4 Плавание кмс, 1,11 7,3 20,41 91,7 16,24

мс 11,2 28,84 103,0 8,91

змс, мсмк 21,7 27,28 893 8,86

5 Легкая кмс, 1,11 11,0 39,82 109,9 6,75

атлетика мс 10,0 29,63 115,7 6,58

змс, мсмк 5,3 63,96 110,2 9,24

Каноисты, так же, как спортсменки, специализирующиеся в плавании и велоспорте, отличаются выраженным снижением среднего уровня МППК на всем рассматриваемом интервале спортивного совершенствования (табл.5,6).

Следует отметить, что равный стаж при достижении разного уровня квалификации проявляется снижением МППК в случае более высокого разряда (на примере мужчин-легкоатлетов и женщин-биатлонисток), что косвенно может отражать негативное влияние спуртовой подготовки и чрезмерной интенсификации спортивной деятельности у спортсменов более высоких разрядов (табл.5,6)

, Таблица 6.

Минеральная плотность пяточной кости у спортсменок некоторых специализаций с учетом стажа и квалификации.

№ Вид спорта Квалификация Стаж, г МППК, %

X сУ X сУ

1 Биатлон кмс, 1,11 6,2 43,39 109,6 11,06

мс 6,5 21,54 100,2 12,15

змс, мсмк 13,0 32,23 110,8 9,12

2 Велоспорт кмс, 1,11 1,0 0 115,0 23,09

мс 5,9 43,89 100,1 10,98

- змс, мсмк 11,7 28,46 103,8 10,17

3 Плавание кмс, 1,11 7,7 38,44 10Ф?4 8,18

мс 9,0 26,22 100,2 7,89

змс, мсмк 12,3 14,39 87,3 9,06

Соотношение квалификации и уровня МППК у мужчин позволило выделить три группы специализаций (рис.5). Представители первой группы характеризуются снижением встречаемости остеопении и повышением доли нормальных значений (категории «верхняя граница нормы» и «выше нормы») МППК по мере роста квалификации. К ней относятся бокс, волейбол, фехтование, легкая атлетика, лыжные гонки и биатлон. Во второй группе квалификационное снижение категории «остеопения» сопровождается повышением доли нижней границы нормы и незначительным уменьшением доли нормальных значений: лыжное двоеборье, коньки, академическая гребля, каноэ, велоспорт и плавание. Третью группу (гребля на байдарках) характеризует увеличение частот категорий «остеопения» и «нижняя граница нормы» на фоне снижения доли нормального уровня МППК в процессе роста спортивного мастерства от I разряда до мсмк и змс.

У женщин также выделяются группы специализаций с различными вариантами изменения минеральной плотности по мере роста квалификации (рис.6). Так, у представительниц фехтования и лыжных гонок (I группа) рост квалификации

I группа

И группа

мс мсидеис

(II группа

kmc мс мсмдемс ■ остеопения Ш ниж.граница нормы □ норма

Рис.5. Варианты встречаемости различных категорий состояния костной ткани мужчин в разных квалификационных группах.

сопровождается снижением категории «остеопения» и увеличением доли нормальных значений МППК. Легкоатлетки (II Группа) характеризуются неизменным уровнем МППК в процессе квалификационного роста. В III группе (биатлон, байдарка и велоспорт) отмечается увеличение доли категории «остеопения» и уменьшение встречаемости нормальных значений МППК от кмс до мс при последующем снижении встречаемости остеопения и увеличении доли нормальных значений у представительниц разрядной группы змс и мсмк Спортсменки IV группы (плавание и академическая гребля) принципиально отличаются повышением до максимальной встречаемости категории «остеопении» (66,6% и 31%, соотв.) в процессе квалификационного роста при уменьшении до минимальной доли нормальных значений МППК.

100% 80% <0% 40% 20% 0%

I группа

II группа

£25

< <

*

к:

1

1 <

3

/

III группа

IV группа

100% 75% 50% 25% 0%

■ Ф _

- остеопения - нижняя граница нормы □ - норма

Рис.6. Варианты встречаемости различных категорий состояния костной ткани женщин в разных квалификационных группах.

Таким образом, факторы квалификации и стажа оказывают неоднозначное воздействие на минеральную плотность костной ткани спортсменов в процессе многолетней спортивной деятельности, определяющееся, в основном, спецификой и интенсивностью спортивной деятельности Негативное влияние этих факторов на МППК спортсменов отмечается в видах спорта со сниженной гравитационной нагрузкой на стопы и выражается в понижении уровня МППК по мере роста квалификации и стажа, что наблюдается в большей мере у женщин-спортсменок.

Минеральная плотность пяточной кости и показатели телосложения спортсменов. Тотальные размеры тела не проявляют статистической взаимосвязи с показателями МППК в целостной совокупности спортсменов обоего пола. Среди компонентов массы тела отмечается малая положительная корреляция МППК с содержанием костной массы у женщин (г=0,24).

Сопоставление среднегрупповых значений МППК и особенностей телосложения позволило выявить однонаправленные тенденции в сочетанности величин

J

минеральной плотности и отдельных показателей телосложения в ряду рассматриваемых видов спорта, которые наглядно проявились при графическом анализе с применением логарифмической аппроксимации Так, у представителей мужской спортивной субпопуляции отмечены слабые тренды одновременного возрастания уровня минеральной плотности костей и длины тела. Значения массы тела и ее компонентов (%) отличались индифферентностью по отношению к уровню минеральной плотности костей у мужчин-спортсменов.

У женщин выявлена более выраженная, чем у мужчин, связанность направленности трендов показателей МГТПК и телосложения в ряду рассматриваемых видов спорта (рис.7) Спортсменки в группах с более высокой минеральной плотностью костей отличались более высоким содержанием мышечного и костного компонента при меньшей жировой массе. Следует заметить, что в случае женщин согласованность трендов МППК и мышечной массы подтверждается межгрупповым коэффициентом корреляции (г=0,75).

Рис 7 Взаимосвязь показателей МППК (%) и компонентов массы тела (%) у женщин различных видов спорта.

Таким образом, минеральная плотность пяточной кости представителей спортивной субпопуляции практически не определяется особенностями телосложения у лиц обоего пола. В то же время сочетанность среднегрупповых значений МППК и показателей телосложения в ряду рассматриваемых видов спорта свидетельствует, что, наряду с ранее выявленным влиянием двигательной специфики спортивной специализации, не менее важное воздействие на развитие минеральной плотности пяточной кости оказывает уровень физической подготовленности, определяемый в том числе и развитием мышечного и жирового компонентов. Наиболее ярко это проявляется у женщин-спортсменок, в то время как двигательный стереотип и

41

10

м

49

возрастные параметры (в том числе стаж и квалификация) оказывают большее влияние на спортсменов мужского пола.

Изменения минеральной плотности пяточной кости спортсменов на протяжении олимпийского цикла подготовки. Многократные обследования мужчин, представителей велоспорта и академической гребли выявили различный характер изменения показателей МППК на протяжении двух-трехгодичной спортивной подготовки.

Велосипедисты с исходным возрастом 16,2 лет (возраст незавершенного формирования пиковой костной массы) отличались увеличением уровня МППК от этапа к этапу подготовки в течение трех сезонов со среднегодовым ростом на 3,6% (рис.8, 1 группа), что, безусловно, определяется закономерно высокой активностью процессов костного ремоделирования на этом этапе развития. Кроме того, стимулирующее (или не лимитирующее) влияние на повышение уровня МППК, возможно, оказывают тренировочные нагрузки, которые в силу возраста соответствуют юниорской программе, то есть по объему и интенсивности не достигают предельных для этого вида спорта значений и адекватны адаптационным возможностям спортсменов.

МПГМ.К

Рис.8. Динамика показателей МППК велосипедистов с различным исходным возрастом (1группа- 16,2 лет, 2группа- 22,2 года) в течение предолимпийской подготовки

Напротив, велосипедисты, в исходе достигнувшие возраста пика костной массы (22,2 года), отличались последовательным от этапа к этапу снижением средних значений МППК от 102,1% до 94,6% в течение двух сезонов со среднегодовой скоростью 4% (рис.8, 2 группа). Это, с большой вероятностью, отражает негативное воздействие напряженных тренировочных нагрузок, используемых для подготовки высококвалифицированных велосипедистов, особенно в течение подготовительного

периода, что может усугубляться влиянием длительного действия специфики вида спорта.

У гребцов независимо от возраста происходит увеличение средних значений МППК от 94,8% до 101,2% в течение трехгодичной предолимпийской подготовки (табл.7). Влияние возрастного фактора проявляется более низким уровнем МППК у гребцов младшего возраста.

Таблица 7.

Динамика показателей МППК мужчин из академической гребли в течение трех сезонов спортивной подготовки

Группа п Исход. МППК(%)

возраст Сезон 2002 Сезон 2003 Сезон 2004

январь май Февраль-март Март

1 группа 8 X 18,7 91,0 - - 983

о 1,05 9,47 - - 15,79

2 группа 9 X 26,3 98,1 101,1 102,7 104,6

а 3,03 9,12 7,74 6,39 7,74

Таким образом, выявленные особенности динамики МППК мужчин -представителей велоспорта и академической гребли показывают, что тренировочная нагрузка и специфика двигательной деятельности наряду с общебиологическими факторами являются значимыми маркерами, определяющими изменения костной ткани спортсменов на этапах предолимпийской подготовки.

ВЫВОДЫ

1. Состояние минеральной плотности пяточной кости является объективным частным и дополнительным маркером адаптации организма спортсменов обоего пола к нагрузке в условиях спорта высших достижений и определяется воздействием как специфических, так и общебиологических факторов.

2. Ведущим специфическим фактором является характер двигательной деятельности, с акцентом значимости направления гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Виды спорта с приоритетом гравитационной нагрузки на стопы (легкая атлетика, бокс, футбол, волейбол, баскетбол, лыжные гонки, лыжное двоеборье, биатлон, фехтование, коньки) характеризуются максимальными значениями минеральной плотности пяточной кости в интервале средних значений 107,2 - 112,7% у мужчин и 111,4 - 114,9% у женщин, при отсутствии встречаемости

остеопороза и низкой частоте остеопении (до 7,1%) Виды спорта с минимизацией гравитационного воздействия нагрузки на стопы (гребля академическая, на байдарках, каноэ, велоспорт, плавание) отличаются сниженным уровнем минеральной плотности пяточной кости в интервале средних значений от 92,6 до 99,4% - у мужчин и от 97,9 до 103,1% - у женщин при высокой частоте остеопении (до 31,6% - у мужчин и до 16,6% - женщин).

3. Возрастное развитие в интервале от 15 до 30 лет определяет закономерное повышение уровня минеральной плотности пяточной кости у представителей спортивной субпопуляции обоего пола (от 95% до 110% - у мужчин; от 106% до 111,4% - у женщин). Действие возрастного фактора нивелируется в условиях снижения гравитационной нагрузки на стопы, как мужчин, так и женщин, что наиболее выражено в возрасте старше 20 или 25 лет, в плавании - начиная с 17 лет.

4. Влияние стажа и квалификации, как показателей длительности и напряженности физического воздействия проявляется в увеличении уровня минеральной плотности пяточной кости по мере роста квалификации (от 1 разряда до мастера спорта международного класса) и стажа (от 1 до 20 лет) у представителей обоего пола большинства спортивных специализаций Виды спорта с ограничением гравитационного действия нагрузки на стопы отличаются снижением минеральной плотности пяточной кости на всем протяжении или отдельных этапах спортивного совершенствования, с более выраженным проявлением у женщин на уровне спорта высших достижений.

5. Масса тела не обнаруживает взаимосвязи с уровнем развития минеральной плотности пяточной кости у спортсменов в отличие от дифференцированного влияния компонентов массы тела и длины тела. У мужчин минеральная плотность в большей мере коррелирует с длиной тела, а у женщин в большей мере взаимосвязана с уровнем развития лабильных компонентов массы тела, в условиях тренировочного процесса косвенно отражая преимущественное влияние текущего и накопленного воздействия физической нагрузки.

6. Минеральная плотность пяточной кости у мужчин и женщин спортсменов испытывает однонаправленное влияние характера и степени гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Проявление полового диморфизма в состоянии минеральной плотности пяточной кости у спортсменов обусловлено более высоким уровнем минеральной плотности и более низкой частотой остеопении у женщин в возрасте от 15 до 25 лет, и более выраженным снижением уровня минеральной плотности костной ткани у женщин в возрасте старше 25 лет по сравнению с мужчинами тех же возрастных периодов Выявленные особенности

могут определяться различиями в становлении гормонального статуса у лиц противоположного пола

7 Изменения минеральной плотности костной ткани спортсменов на этапах олимпийского цикла подготовки обуславливаются одновременно возрастными особенностями развития, спецификой двигательной деятельности и интенсивностью тренировочных нагрузок при явном преобладании возрастного влияния у юных спортсменов и приоритете воздействия специфических факторов спортивной деятельности у элитных возрастных спортсменов (на примере представителей велоспорта и академической гребли)

8. Группа риска снижения минеральной плотности пяточной кости у спортсменов объединяет виды спорта с ограничением гравитационного воздействия нагрузки на стопы - это гребные виды, велоспорт и плавание Наиболее уязвимым контингентом являются представители мужской спортивной субпопуляции высокой квалификации, не достигшие возраста набора пиковой костной массы (младше 20 лет) и женщины-спортсменки высокой квалификации с большим стажем спортивной деятельности в возрасте достижения пика костной массы (старше 25 лет)

9 Полученные результаты полностью соответствуют проявлениям общебиологических закономерностей развития организма в условиях разнообразной напряженной мышечной деятельности, что демонстрирует объективность оценки состояния костной ткани методом ультразвуковой денситометрии пяточной кости и позволяет рекомендовать этот метод для скринингового мониторинга в условиях спортивной практики.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Студеникина Н Н, Абрамова Т Ф , Никитина Т.М. Космонавты и спортсмены высокого класса как группы риска снижения минеральной плотности костей //Пилотируемые полеты в космос Сб тез V межд. конф - Звездный городок, 2003. -С.340-341.

2 Абрамова ТФ, Студеникина H.H., Никитина ТМ. Кочеткова Н.И. Минеральная плотность костей спортсменов различных видов спорта // Физическая культура и спорт в условиях современных социально-экономических преобразований в России: Сб трудов юбил. конф - Москва: ВНИИФК, 2003 - С 442-444.

3. Студеникина H.H., Абрамова Т.Ф., Никитина Т.М. Минеральная плотность костной ткани в мониторинге физического состояния детей, занимающихся плаванием// Физическая культура и спорт как один из факторов национальной безопасности в условиях Северного Кавказа: Мат всерос конф. - Нальчик- Из-во «Эль-Фа», 2004. - С.382-384

t> {

26

(

г

I

РНБ Русский фонд

2005-4 47732

Студеникина Н.Н АВТОРЕФЕРАТ

Издательство ВНИИФК, 105005, Москва, Елизаветинский переулок, 10.

ЛР № ИД-04753 от 8 мая 2001 года

Подписано в печать 01 03.2005 Сдано в производство 02.03.2005

Формат бумаги 60x90/16 Бум. офсетная

Усл.печ.л. 1,0 Уч.-издл.л. 1,3

Тираж 100 заказ №165

? 7 ч? т

Актуальность проблемы. Напряженная мышечная деятельность современных спортсменов на всех этапах спортивного онтогенеза является мощнейшим фактором мобилизации функциональных резервов организма. Тренировочный процесс стимулирует интенсивное расходование энергетических ресурсов, минеральных веществ и витаминов, в ряде случаев провоцируя нарушение различных подсистем организма, в частности костной (Миронова З.С., 1982).

Одно из самых частых метаболических нарушений костной системы -остеопороз характеризуется прогрессирующим снижением минеральной плотности скелета и нарушением микроархитектоники костной ткани, что в итоге приводит к повышению хрупкости костей и травматизму. Причины остеопоротических изменений множественны, включают первичные (онтогенетические, генетические, половые, определяющие особенности костного обмена) и вторичные (нарушения гормональной сферы, желудочно-кишечного тракта, травматизм, двигательная активность, иммобилизация и др). Лечение и реабилитация остеопоротических изменений долговременны, всегда эффективны, требуют больших материальных затрат (Риггс Б.Л., Мелтон III Л.Д., 2000; Рожинская Л.Я.,2000). Наиболее важным, простым и безопасным методом профилактики остеопороза является физическая активность (Ligata А.А., 1988; AloiaJ.F., 1989).

В ряде исследований показано, что остеопоротические изменения являются одной из главных причин травматизма у спортсменов в процессе напряженной мышечной деятельности (Montoye et al., 1980; Миронова З.С.,1982; Бачу И.С., 1984; Бруско А.Т.,1985; Франке, 1995; Miller J, 2003). При этом среди факторов спортивной деятельности, вызывающих снижение минеральной плотности скелета, выделяются в основном интенсивность и специфика двигательной деятельности. Однако существующие данные фрагментарны и малочисленны, не охватывают все разнообразие спортивной деятельности. Накопление данных о минеральной плотности костной ткани спортсменов (без клинических показаний) в большой мере лимитизируется особенностями метода диагностики, и в первую очередь степенью его побочных воздействий.

Среди пригодных для массовых наблюдений современных методов, благодаря отсутствию лучевых нагрузок, транспортабельности, портативности аппаратов, высокой скорости процедуры, точности и воспроизводимости, выделяется ультразвуковая денситометрия (Глюэр К.К., 1999). Большинство ультразвуковых денситометров ориентировано на оценку трабекулярной структуры пяточной кости, которая в силу более высокого метаболизма, чем кортикальная кость, адекватно отражает костные потери. Эксперименты показали высокую аппроксимацию оценки минеральной плотности пяточной кости на оценку отделов осевого скелета (Баран Д.Т., Фолкнер К.Г., 1998).

Таким образом, характер двигательной деятельности в различных видах спорта, высокая и ранняя интенсификации подготовки современных спортсменов, высокий травматизм определяют актуальность исследования изменчивости минеральной плотности костной ткани спортсменов с применением УЗИ-денситометрии.

Цель работы - изучить состояние минеральной плотности пяточной кости спортсменов в условиях напряженной мышечной деятельности.

Объект исследования. Минеральная плотность пяточной кости спортсменов обоего пола различных специализаций.

Предмет исследования. Изменчивость минеральной плотности пяточной кости у спортсменов в условиях специфики спортивной деятельности.

Гипотеза. Экстремальность спортивной деятельности предъявляет высокие требования к костной системе. Минеральная плотность костной ткани является объективным маркером состояния костной системы. Выявление закономерностей влияния специфики напряженной физической деятельности на уровень минеральной плотности позволит определить группы видов спорта с повышенным риском нарушения костного обмена и травматизма опорно-двигательного аппарата. Установленные особенности изменчивости минеральной плотности послужат обоснованием внедрения периодической УЗИ-диагностики костной ткани в систему комплексного контроля за состоянием спортсменов в процессе подготовки.

Задачи исследования:

1. Изучить минеральную плотность пяточной кости у спортсменов обоего пола в зависимости от стажа, квалификации и характера двигательной деятельности.

2. Выявить взаимосвязь минеральной плотности пяточной кости и возраста у спортсменов обоего пола.

3. Изучить взаимосвязь минеральной плотности пяточной кости и особенностей телосложения у спортсменов обоего пола.

4. Изучить динамику минеральной плотности пяточной кости спортсменов высокой квалификации на этапах олимпийского цикла подготовки.

5.0пределить специфические факторы спортивной деятельности, вызывающие снижение минеральной плотности пяточной кости.

Научная новизна:

- представлены системные данные об изменчивости минеральной плотности пяточной кости у спортсменов обоего пола различного возраста и специализации с учетом влияния специфических спортивных факторов на фоне общебиологических закономерностей становления костной ткани.

- показано, что изменения минеральной плотности пяточной кости в течение олимпийского цикла подготовки в большой мере определяются спецификой тренировочного воздействия на организм спортсмена. Например, максимальные по объему и интенсивности специализированные нагрузки у взрослых велосипедистов экстракласса предопределяют выраженное угнетение процессов костного ремоделирования на этапах олимпийской подготовки, особенно проявляющееся в подготовительный период. Тренировочные нагрузки юниорского плана подготовки велосипедистов моложе 20 лет, не достигнувших значений пика костной массы, напротив, способствуют нормализации становления минеральной плотности пяточной кости на протяжении трех лет подготовки.

- выявлены особенности полового диморфизма в изменчивости минеральной плотности костной ткани в условиях спортивных занятий. Показано, что в возрастных периодах набора и удержания пиковой костной массы на этапах спортивного совершенствования мужчины-спортсмены имеют более высокий, чем спортсменки, риск снижения минеральной плотности пяточной кости. Изменчивость минеральной плотности костной ткани у мужчин-спортсменов в меньшей мере, чем у женщин, зависит от особенностей телосложения, проявляя низкую связь с продольными размерами тела, то есть в некоторой степени определяется особенностями костного метаболизма в онтогенезе; у женщин, напротив - уровнем развития лабильных компонентов массы тела, косвенно отражая преимущественное влияние текущего и накопленного воздействия физической нагрузки в условиях тренировочного процесса.

Теоретическая и практическая значимость исследования.

Результаты исследования дополнили представления об адаптации костной ткани к условиям спортивной деятельности под влиянием общебиологических и специфических факторов. Выявлены факторы изменения минеральной плотности костной ткани в условиях различной спортивной деятельности, среди которых приоритетное значение имеют возрастное развитие, половые особенности и направление вектора нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Выявленная объективная значимость УЗИ-денситометрии в аспекте диагностики нарушения костного обмена в ходе тренировочной деятельности позволяет использовать этот метод в скриннинговой программе обследования с целью выявления спортсменов, нуждающихся в углубленном анализе состояния здоровья. Внедрение метода в программы текущих, этапных комплексных и углубленных медицинских обследований расширит и углубит целостную оценку адаптивной реакции спортсменов на нагрузку и состояния здоровья, способствуя повышению эффективности медико-биологического контроля и подготовки спортсменов. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Изменчивость минеральной плотности пяточной кости спортсменов находится под влиянием общебиологических закономерностей и специфических факторов спортивной деятельности.

2. Характер распределения гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат определяет ведущее специфическое формирующее воздействие на костную ткань спортсменов.

3. Риск снижения минеральной плотности костной ткани в условиях спортивной деятельности в большой мере определяется половыми особенностями биологического созревания и гормонального статуса.

4. Метод ультразвуковой денситометрии пяточной кости обеспечивает объективную оценку состояния минеральной плотности костной ткани у спортсменов.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на V международной научно-практической конференции «Пилотируемые полеты в космос» (Звездный Городок, 2003), на Всероссийской научно-практической конференции «Физическая культура и спорт как один из факторов национальной безопасности в условиях Северного Кавказа» (Нальчик, 2004).

Методические подходы и результаты данной работы доложены и обсуждены на совместном заседании лаборатории спортивной антропологии, морфологии и генетики, лаборатории функциональной диагностики и врачебного контроля, и лаборатории спорта высших достижений Всероссийского научно-исследовательского института физической культуры и спорта 30 ноября 2004 года.

Публикации. Основные результаты опубликованы в 3 научных работах и внедрены в практику подготовки спортсменов (акты прилагаются).

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Список использованной литературы включает 118 наименований, в том числе 52 на иностранном языке. Текст работы изложен на 139 страницах компьютерной верстки, включает 21 таблицу и 14 рисунков.

122 ВЫВОДЫ

1. Состояние минеральной плотности пяточной кости является объективным частным и дополнительным маркером адаптации организма спортсменов обоего пола к нагрузке в условиях спорта высших достижений и определяется воздействием как специфических, так и общебиологических факторов.

2. Ведущим специфическим фактором является характер двигательной деятельности, с акцентом значимости направления гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Виды спорта с приоритетом гравитационной нагрузки на стопы (легкая атлетика, бокс, футбол, волейбол, баскетбол, лыжные гонки, лыжное двоеборье, биатлон, фехтование, коньки) характеризуются максимальными значениями минеральной плотности пяточной кости в интервале средних значений 107,2 - 112,7% у мужчин и 111,4 - 114,9% у женщин, при отсутствии встречаемости остеопороза и низкой частоте остеопении (до 7,1%). Виды спорта с минимизацией гравитационного воздействия нагрузки на стопы (гребля академическая, на байдарках, каноэ, велоспорт, плавание) отличаются сниженным уровнем минеральной плотности пяточной кости в интервале средних значений от 92,6 до 99,4% - у мужчин и от 97,9 до 103,1% - у женщин при высокой частоте категории «остеопения» (до 31,6% - у мужчин и до 16,6% -женщин).

3. Возрастное развитие в интервале от 15 до 30 лет определяет закономерное повышение уровня минеральной плотности пяточной кости у представителей спортивной субпопуляции обоего пола (от 95% до 110% - у мужчин; от 106% до 111,4% - у женщин). Действие возрастного фактора нивелируется в условиях снижения гравитационной нагрузки на стопы, как мужчин, так и женщин, что наиболее выражено в возрасте старше 20 или 25 лет, в плавании — начиная с 17 лет.

4. Влияние стажа и квалификации как показателей длительности и напряженности физического воздействия проявляется в увеличении уровня минеральной плотности пяточной кости по мере роста квалификации (от 1 разряда до мастера спорта международного класса) и стажа (от 1 до 20 лет) у представителей обоего пола большинства спортивных специализаций. Виды спорта с ограничением гравитационного действия нагрузки на стопы отличаются снижением минеральной плотности пяточной кости на всем протяжении или отдельных этапах спортивного совершенствования, с более выраженным проявлением у женщин на уровне спорта высших достижений.

5. Масса тела не обнаруживает взаимосвязи с уровнем развития минеральной плотности пяточной кости у спортсменов в отличие от дифференцированного влияния компонентов массы тела и длины тела. У мужчин минеральная плотность в большей мере коррелирует с длиной тела, а у женщин в большей мере взаимосвязана с уровнем развития лабильных компонентов массы тела, в условиях тренировочного процесса косвенно отражая преимущественное влияние текущего и накопленного воздействия физической нагрузки.

6. Минеральная плотность пяточной кости у мужчин и женщин спортсменов испытывает однонаправленное влияние характера и степени гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Проявление полового диморфизма в состоянии минеральной плотности пяточной кости у спортсменов обусловлено более высоким уровнем минеральной плотности и более низкой частотой остеопении у женщин в возрасте от 15 до 25 лет, и более выраженным снижением уровня минеральной плотности костной ткани у женщин в возрасте старше 25 лет по сравнению с мужчинами тех же возрастных периодов. Выявленные особенности могут определяться различиями в становлении гормонального статуса у лиц противоположного пола.

7. Изменения минеральной плотности костной ткани спортсменов на этапах олимпийского цикла подготовки обуславливаются одновременно возрастными особенностями развития, спецификой двигательной деятельности и интенсивностью тренировочных нагрузок при явном преобладании возрастного влияния у юных спортсменов и приоритете воздействия специфических факторов спортивной деятельности у элитных возрастных спортсменов (на примере представителей велоспорта и академической гребли).

8. Группа риска снижения минеральной плотности пяточной кости у спортсменов объединяет виды спорта с ограничением гравитационного воздействия нагрузки на стопы - это гребные виды, велоспорт и плавание. Наиболее уязвимым контингентом являются представители мужской спортивной субпопуляции высокой квалификации, не достигшие возраста набора пиковой костной массы (младше 20 лет) и женщины-спортсменки высокой квалификации с большим стажем спортивной деятельности в возрасте достижения пика костной массы (старше 25 лет).

9. Выявленные особенности изменчивости минеральной плотности пяточной кости соответствуют проявлениям общебиологических закономерностей развития организма в условиях разнообразной напряженной мышечной деятельности и демонстрируют объективность оценки состояния костной ткани методом ультразвуковой денситометрии пяточной кости, что позволяет рекомендовать этот метод для скринингового мониторинга в условиях спортивной практики.

Практические рекомендации.

Полученные данные позволяют рекомендовать метод ультразвуковой денситометрии пяточной кости спортивным врачам и тренерам для скрининговых обследований спортсменов. Благодаря хорошей транспортабельности, несложных и занимающих мало времени измерений, данный прибор (ультразвуковой костный денситометр "Achilles") может быть использован на тренировочных сборах, в рамках этапных и углубленных медицинских обследований спортсменов. Калибровка прибора позволяет использовать его для спортсменов разного возраста и пола.

В связи с выявленным риском снижения костной плотности у спортсменов рекомендуется проводить измерение минеральной плотности костей 3-4 раза в год в разные периоды подготовки: в начале сезона, в конце подготовительного периода и в течение соревновательного периода.

Обследование минеральной плотности костей спортсменов состоит из следующих шагов:

Первый шаг - процедура определения минеральной плотности пяточной кости. Измерения проводят у обследуемого на каждой ноге в области пятки. На приборе устанавливают соответствующий возраст и пол. Результаты исследований обрабатываются компьютером по специальным программам, позволяющим рассчитывать и выводить данные: скорость распространения ультразвука, широкополосного рассеивания (BUA), расчетная величина прочности (stiffness), выражаемая в процентах от нормативных по возрасту и полу показателей и от пиковой костной плотности (за 100% принимается среднепопуляционный уровень минеральной плотности кости), и величина среднего отклонения от этих параметров. Результат представляется в процентах от соответствующей нормы и в единицах стандартных отклонений (SD). Согласно рекомендациям ВОЗ: норма - снижение минеральной плотности не более 1SD, снижение минеральной плотности в пределах от -1 до -2,5SD - «остеопения»; более чем на 2,5SD — «остеопороз». На основании Z-масштаба оценка минеральной плотности проводится относительно пикового уровня костной ткани (для данного участка скелета - % от значения в 20-30 лет): 87,1-113% - норма; снижение минеральной плотности пяточной кости в пределах 87-68% от нормальной пиковой массы кости (норма для 20 лет) - остеопения; менее 68% - остеопороз, более 113% -превышение нормальной минеральной плотности пяточной кости. В тех случаях, когда прибор не идентифицирует уровень минеральной плотности кости, можно говорить об очень высокой минеральной плотности или невозможности правильной постановки стопы из-за наличия плоскостопия.

Второй шаг включает более детальное обследование (биохимический анализ крови, врачебный опрос и др.) спортсменов со сниженным уровнем минеральной плотности для выявления причин возникновения остеопоротических изменений.

Известно, что развитие большинства форм остеопоротических изменений связано чаще всего либо с недостаточным потреблением кальция, либо его недостаточным всасыванием и (или) повышенным выведением (Насонов Е.Л.,1998, Рожинская Л.Я., 1998). В связи с этим первичное выявление снижения минеральной плотности костной ткани в условиях спортивной практики предполагает использование препаратов кальция с витамином ДЗ, с добавлением в пищевой рацион кисломолочных или других кальцийсодержащих продуктов, желательно вечером (с 21 до 23 часов). В случае проблем с желудочно-кишечным трактом дополнять препаратами, регулирующими флору кишечника (например, линекс) и ферментами (например, мезим). Обязательно ежедневное обеспечение текущего восстановления - дополнительные растирания, массажи и водно-солевые процедуры (Рожинская Л.Я., 2000).

Необходимое потребление солей кальция - не менее 1500 мг кальция-элемента в сутки. В суточном рационе при условии употребления 1 -2 стаканов молока и 100 г творога содержится не более 600 - 900 мг кальция. Поэтому необходимо дополнительно вводить 500-900 мг солей этого элемента, как в виде солей кальция, так и с пищей сообразно с ее кальциевым наполнением. Для грамотного формирования пищевого рациона следует учитывать содержание кальция (мг на 100г) в употребляемых продуктах: рыба вяленая с костями -3000 мг, кунжут - 1150 мг, твердый сыр — 600 мг, сардины с костями - 350 мг, плавленый сыр - 300 мг, козий сыр - 300 мг, миндаль — 254 мг, сельдерей — 240 мг, курага - 170 мг, молоко 1% - 120 мг, йогурт - 120 мг, молоко 3% - 100 мг, сметана - 100 мг, семена подсолнечника - 100 мг, творог - 95 мг, диетический йогурт - 85 мг, салат - 83 мг, оливки - 77 мг, арахис — 70 мг, хлеб ржаной - 60 мг, капуста — 60 мг, лук - 60 мг, семена тыквы - 60 мг, инжир — 57 мг, изюм — 56 мг, сушеные яблоки - 45 мг, фасоль - 40 мг, апельсины - 35 мг, хлеб пшеничный - 30 мг, рыба отварная - 20-30 мг, говядина - 10-30 мг.

В настоящее время принято назначение солей кальция, суточная доза которых содержится в 1—2 таблетках. Одним из современных препаратов кальция, удовлетворяющих этим требованиям, является КальцийСандоз Форте (Новар-тис, Швейцария), состоящий из лактоглюканата и карбоната кальция с содержанием в одной таблетке 500 мг кальция-элемента.

Повышению всасывания кальция в кишечнике, является активный метаболит витамина D - кальцитриол. Многие исследователи считают необходимым добавлять к 500-1000 мг кальция 200-400 ЕД витамина D. Наиболее целесообразно применение комбинированных препаратов, например Кальций Б3Никомед (Никомед, Норвегия), одна жевательная таблетка которого содержит 500 мг кальция и 200 ЕД витамина D.

Можно дополнить перечень рекомендуемых препаратов остеогеноном (ос-сеопан) с содержанием в одной таблетке 178 мг кальция, 82 мг фосфора и 291 мг оссеина, применение которого в течение 3 лет у женщин после овариэкто-мии достоверно уменьшало потери костной кортикальной массы, также положительно он действует в профилактике стероидного остеопороза.

128