Биологические науки

Физиология человека и животных

Решетняк О.А., к.б.н. Евстафьева И.А.

Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, Украина

ФУНКЦИОНАЛЬНЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ГЕМОДИНАМИКИ У СПОРТСМЕНОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ КАДМИЯ И КАЛЬЦИЯ В ОРГАНИЗМЕ

В последнее время экологические проблемы всё больше привлекают внимание ученых и специалистов различных направлений в том числе и специалистов в области физической культуры, лежа в плоскости нового направления - экология физической культуры и спорта, поскольку в результате технического прогресса и нерационального использования природных ресурсов, антропогенное загрязнение окружающей среды токсичными биоэлементами приобрело такие размеры, что стало угрожать здоровью человека [1].

Механизмом нарушения элементного гомеостаза при поступлении в организм токсических соединений, в состав которых входят тяжелые металлы, связывают с их прямым повреждающим действием на различные органы и системы, в том числе и ССС, а также с их включением в метаболизм эссенциальных микроэлементов [1]. Проблема выведения токсичных билэлементов из организма человека в настоящее время - одна из наиболее актуальных, а физические нагрузка может служить эффективным средством выведения из организма человека экотоксикантов.

В настоящее время в литературе имеется крайне ограниченное количество работ о взаимосвязях содержания микроэлементов и показателей сердечно-сосудистой системы (ССС) спортсменов, которые не дают достаточно полного представления о том, как реализуется в организме взаимодействие микроэлементов между собой и как это взаимодействие отражается на функции системы кровообращения [2].

В связи с этим, целью настоящей работы явилось изучение функционального состояния системы гемодинамики у спортсменов в связи с содержанием кадмия и кальция в организме в состоянии физиологического покоя, при физической нагрузке и в период восстановления.

В исследовании принимало участие 30 студентов-спортсменов футбольной команды «Таврия ТНУ» в возрасте от 17 до 22 лет, у которых определяли содержание кальция (Ca) и кадмия (Cd) в волосах и физиологические показатели, характеризующие состояние ССС посредством тетраполярной грудной компьютерной реографии в состоянии физиологического покоя, после физической нагрузки и 5 мин. восстановления. Подробности методики были описаны ранее [3]. Статистическую обработку данных проводили посредством непараметрического корреляционного метода по Спирмену.

Прежде всего, следует отметить, что содержание биоэлементов в волосах исследуемых спортсменов находится в пределах условной нормы (табл. 1).

Таблица 1.

Концентрация микроэлементов в волосах исследуемых спортсменов

	Концентрация в волосах (мкг/г)
Элемент	Минимальная	Максимальная	Средняя	Условная норма
Са (кальций)	183,67	718,19	354,37+30,96	300-700
Cd (кадмий)	0,00	0,28	0,08+0,01	0-1

Корреляционный анализ показателей сердечно-сосудистой системы и содержания биоэлементов в организме в состоянии физиологического покоя не выявил статистически достоверных связей за исключением ударного индекса (УИ), который отрицательно коррелировал с содержанием Cd в волосах (r=-0,55, p<0,01), т.е. увеличение кадмия в организме сопровождалось ростом УИ (табл. 2).

Характер другой корреляционной связи с временным показателем (ВП) после восстановительного периода свидетельствует о влиянии этого металла на стенки сосудов [4]. По данным литературных источников имеются указания на способность Cd оказывать прямое, достаточно выраженное действие по сравнению с другими металлами, в частности со свинцом, на мышцу сердца, что связывают с различной способностью металлов блокировать SH-группы белков [4].

Эссенциальный Са не обнаружил влияние на ССС в состоянии физиологического покоя, но предъявление нагрузки позволило установить такую зависимость.

Таблица 2.

Корреляционный анализ показателей сердечно-сосудистой системы и биоэлементов в волосах спортсменов

Металл	Показатели	Коэф-т корреляц. в покое (r)	Уровень значимости в покое (р)	Коэф-т корреляц. после нагрузки (r)	Уровень значимости после нагрузки (р)	Коэф-т корреляц. после восстанов-я (r)	Уровень значимости после восстанов-я (р)
Са	МОК			0,45	0,04
Са	ВП			-0,54	0,01
Са	РБТ			0,58	0,008
Cd	УИ	-0,55	0,01
Cd	ВП					-0,47	0,03

Так, после физической нагрузки обнаружили отрицательную достоверную, корреляционную связь ВП с содержанием Са, для минутного объема крови (МОК) и механической работы сердца (РБТ) такая связь была положительной (табл.2), свидетельствуя о том, что кальциевая сенситизация является одним из ключевых механизмов повышения сократимости гладких мышц сосудов [3].

Таким образом, данные настоящей работы, по-видимому, указывают на прямое влияние кадмия на сократимость миокарда и гладкомышечные волокна сосудов, для деятельности которых важное значение имеют ионы кальция. Возможно, определенную роль в этом играют конкурентные отношения кальция и кадмия [4].

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

1.Обнаружено, что у спортсменов содержание Са, Cd в физиологически стабильных тканях (волосах) находилось в пределах условной нормы.

2. В состоянии физиологического покоя установлена отрицательная достоверная (УИ r=-0,55, p≤0,01) корреляционная связь с содержанием Cd. Характер этих связей, а также наличие корреляций в восстановительном периоде (ВП r=-0,47, p≤0,03) свидетельствуя о влиянии этого металла на стенки сосудов.

2. Установлены достоверные (МОК, ВП, РБТ: -0,54≤r≤0,58, (0,01≤p≤0,008)) корреляционная связь состояния показателей сердечной деятельности с Са при предъявлении физической нагрузки на велоэргометре, указывая на то, что кальциевая сенситизация является одним из ключевых механизмов повышения сократимости гладких мышц сосудов.

Литература:

1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология.- М.: Медицина, 1991. - 496 .

2. Агаджанян Н.А., Велданова М.В., Скальный А.В. Экологический портрет человека и роль микроэлементов. – М.: КМК, 2001. – 236 с.

3. Евстафьева И.А. Особенности функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем в зависимости от содержания тяжелых металлов в организме подростков: дис..кандидат биологических наук: 03.00.13. – Симферополь, 2003. – 212с.

4. Евстафьева И.А. Особенности реагирования системы кровообращения на физическую нагрузку у школьников в зависимости от содержания ртути в организме // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. – 2001. – Т. 14 (53), № 2. – С.58-63.