Высокотехнологичное оборудование и технологии для спортивной и восстановительной медицины, медицинской реабилитации и фитнеса.

Адаптационные изменения лейкоцитарного звена системы кроветворения в ответ на применение дозированной вибрационной тренировки

А.А. Михеев, д-р пед. наук, доцент;

Н.Е. Вороницкий

Известно, что дозированная вибрация, реализуемая в процессе выполнения физических упражнений заданного объема и интенсивности оказывает стимулирующее действие на процесс развития физических качеств спортсменов (1), что с биологической точки зрения может рассматриваться как влияние стресс-фактора на организменном уровне. Однако для обоснования происходящих позитивных процессов необходимы исследования на системном и клеточном уровнях с привлечением точных методов.

Целью настоящей работы было изучение влияния дозированной вибрационной тренировки на сопротивляемость организма внешним воздействиям путем исследования системы лейкоцитарного звена системы кроветворения.

Предполагалось, что исследование позволит получить данные, которые вкупе с другими исследованиями позволят осветить вопрос о необходимой и достаточной дозе вибронагрузки. Для моделирования вибрационной нагрузки различной интенсивности использовались повторные физические упражнения, выполняемые с применением метода СБА. В соответствии с планом исследования испытуемые на протяжении двух семидневных микроциклов выполняли тренировочные программы по традиционному и вибрационному тренировочным протоколам. Среднегрупповые данные содержания тромбоцитов, лейкоцитов и их субпопуляций в периферической крови до и после традиционных и вибрационных тренировочных занятий представлены в табл. 1 и табл. 2.

Таблица 1. Динамика гематологических показателей до и после нагрузки в серии из 8 тренировочных занятий по методу СБА в малых циклах подготовки спортсменов (n=10)

№ тренировки

Показатели

PLT, тыс.

WBC, тыс/мкл

Limf, %

NEUT, %

до

после

до

после

до

после

до

после

1

Хср

267,2

275,3

5,9

7,1**

43,3

45,2

47,6

42,2*

Sx

13,0

14,3

0,4

0,5

3,0

2,6

3,3

3,0

2

Хср

259,8

290,2**

5,6

7,5**

41,2

45,4**

44,4

42,4

Sx

11,8

10,4

0,3

0,6

2,4

2,5

3,8

3,0

3

Хср

269,3

303,2**

7,6

10,0**

40,0

43,2*

52,4

46,3*

Sx

14,7

13,1

0,5

0,7

2,9

2,8

3,0

2,8

4

Хср

242,6

283,1**

5,1

7,2**

40,7

44,6*

48,7

45,6

Sx

14,0

13,9

0,5

0,6

2,7

3,1

2,4

2,6

5

Хср

242,7

284,4**

5,5

6,8**

42,4

43,8

46,8

43,3

Sx

13,3

12,0

0,4

0,5

2,4

2,6

2,6

2,1

6

Хср

221,9

245,1**

6,0

6,8*

37,4

37,1

46,7

50,4**

Sx

10,7

11,7

0,9

1,0

2,9

2,8

3,9

3,3

7

Хср

231,0

251,0**

5,7

6,7*

36,8

38,0

50,6

48,5

Sx

7,6

7,1

0,9

0,8

2,5

2,6

3,0

2,4

8

Хср

259,1

280,4**

6,6

7,3*

37,6

38,3*

51,2

50,0*

Sx

12,8

16,1

0,6

0,8

2,1

1,9

2,5

2,9

Примечания: достоверные отличия между показателями до и после тренировочных занятий: *— P<0,05; ** — Р<0,01

Таблица 2. Динамика гематологических показателей до и после нагрузки в серии из 8 традиционных тренировочных занятий в малых циклах подготовки спортсменов (n=10)

№ тренировки

Показатели (Хср± Sx)

WBC, тыс/мкл

PLT, тыс.

Limf, %

NEUT, %

Д/н

П/н

Д/н

П/н

Д/н

П/н

Д/н

П/н

1

6,3±0,3

7,6±0,3*

284,1±12,1

218,6±14,2*

34,1±3,1

40,4±2,2*

54,1±2,5

44,7±1,3**

2

6,5±0,5

7,9±0,7*

295,4±11.3

279,1±12.1

33,5±1,3

38,3±2,2*

52,9±3,2

46,5±2,5

3

5,7±0,2

8,0±0,5**

261,4±11.3

291,8±15.2*

32,6±1,1

38,9±3.1*

54,6±1,3

47,7±2,2*

4

5,8±0,4

8,8±0,6**

260,1 ±12,4

285,5±13.1*

35,6 ±1,3

40,9±2,2*

49,5 ±1,4

46,1±3,1

5

6,8±0,2

7,9±0,4*

258,2±11.3

255,4±13,2

41,1±3,1

34,9±2,2*

46,4±2,3

55,3±1,5*

6

9,1±0,3

8,1±0,1*

207,1±16,5

251,1±12,3**

28,2±1,1

31,0±2,3

62,4±3,1

56,3±1,3**

7

5,7±0,6

7,3 ±0,5**

285,6±12,2

297,3 ±14,4

36,3±1,1

37,5 ±3,2

50,3±2,4

51,8±3,2

8

5,8 ±0,1

6,6 ±0,3

283,1 ±11,1

279,6 ±13,2

32,3 ±2,3

36,8 ±1,1*

49,8 ±2,5

50,2±1,6

Примечания: достоверные отличия между показателями до и после тренировочных занятий: *— P<0,05; ** — Р<0,01

Для оценки срочных постнагрузочных изменений системы кроветворения под влиянием традиционный упражнений и дозированной вибрационной тренировки по методу СБА проанализированы среднергупповые сдвиги гематологических показателей после выполнения каждого тренировочного занятия, а так же динамика этих показателей от занятия к занятию.

Как следует из данных, приведенных в табл. 6 вибрационные упражнения, начиная с первого занятия (продолжительность 3 мин) вызывали достоверное (P<0,05) увеличение содержания лейкоцитов в постстимуляционный период вплоть до последнего занятия (продолжительность 15 мин). Максимальный размах увеличения абсолютных величин наблюдался на третьей стимуляции: 7,6± 0,5 тыс/мкл — до тренировки, 10,0±0,7 — после тренировки (Р<0,01) при продолжительности вибрационной нагрузки около 8 мин. Традиционные упражнения (табл. 7) так же вызывали достоверное (P<0,05) увеличение содержания лейкоцитов в постстимуляционный период с первого до последнего занятия. Так же, как и в серии вибрационных тренировок, максимальный размах прироста абсолютных величин наблюдался на третьей тренировке: 5,7±0,2 тыс/мкл — до тренировки, 8,0±0,5 — после тренировки (Р<0,01). Что касается динамики лейкоцитов в серии занятий ДВТ, то она имела волнообразный характер при общей тенденции к увеличению показателя к концу тренировочной серии (рис. 1).

Рис. 1. Динамика содержания лейкоцитов при выполнении программ традиционной и вибрационной тренировок

При этом достоверно максимального уровня (7,6±0,5 тыс/мкл) содержание лейкоцитов достигло через сутки после выполнения двух вибростимуляционных тренировок. Вслед за пиком значений, наблюдается их значительный спад уже на следующий день (5,1±0,5 тыс/мкл). Дальнейшая работа от занятия к занятию вызывает плавное повышение значения показателя, который после завершающей восьмой стимуляции по абсолютной величине (6,6±0,6тыс/мкл) превышает исходное значение (5,9±0,4тыс/мкл), но все же не достигает максимального уровня, наблюдавшегося на третьем занятии (7,3±0,8тыс/мкл). Как видно из графика на рис. 5 традиционная тренировка от 1 до 3 занятия вызывает прямо противоположенные реакции лейкоцитарного звена. К третьему тренировочному занятию расхождение кривых имеет максимальный размах: 5,7±0,2 тыс/мкл в традиционной серии и 7,6 ±0,5 тыс/мкл в стимуляционной серии. Однако к четвертому занятию разница в показателях практически нивелируется: 5,8±0,4 тыс/мкл в традиционной серии и 5,1±0,5 тыс/мкл в стимуляционной серии. После четвертого тренировочного занятия кривая показателей традиционных упражнений перемещается вверх, а кривая показателей ДВТ перемещается вниз и к 6 тренировочному занятию расхождение кривых второй раз за время выполнения тренировочных программ имеет максимальный размах: 9,1±0,3 тыс/мкл в традиционной серии и 6,0±0,9 тыс/мкл в стимуляционной серии. К седьмому занятию показатели имеют практически одно значение: 5,7±0,6 тыс/мкл в традиционной серии и 5,7±0,9 тыс/мкл в стимуляционной серии. После серии традиционных тренировок содержание лейкоцитов имело достоверно более низкий уровень(5,8±0,1 тыс/мкл) по отношению к своему исходному значению (6,3±0,3 тыс/мкл).

Рис. 2. Динамика содержания лимфоцитов при выполнении программ традиционной и вибрационной тренировок

Тенденция к возрастанию показателей после всех тренировочных вибростимуляционных занятий отмечается и в ответных реакциях лимфоцитов — достоверных во второй, третьей, четвертой и восьмой сериях, недостоверных в первой пятой, шестой и седьмой сериях (рис.2). Традиционные упражнения так же вызывали достоверное (P<0,05) увеличение содержания лимфоцитов в постстимуляционный период с первого до четвертого занятия, а так же после восьмой тренировки. На шестом и седьмом занятиях приросты не достигали уровня достоверности. Что касается динамики лимфоцитов в серии занятий ДВТ (рис. 6), то она имела волнообразный характер с тенденцией к снижению показателя в конце тренировочной серии (37,6±2,1%) относительно исходного значения (43,3±3,0%). В серии традиционных упражнений наблюдалась аналогичная динамика с той лишь разницей, что абсолютные значения показателей были несколько ниже. При сравнении графиков можно отметить одну особенность — к 5 тренировочному занятию абсолютные показатели обеих тренировочных серий практически одинаковы, причем за счет резкого возрастания показателей в традиционной серии упражнений после третьей тренировки. На шестом занятии наблюдается такое же резкое расхождение кривых за счет снижения показателей в традиционной серии. То есть после третьего занятия большие изменения в реакциях организма происходят при выполнении традиционных упражнений.

Рис. 3. Динамика содержания нейтрофилов при выполнении программ традиционной и вибрационной тренировок

В серии ДВТ показатели содержания нейтрофилов в постстимуляционный период имеют противоположенную тенденцию: на всех занятиях происходило уменьшение их содержания — достоверное в первой, третьей, шестой и восьмой сериях (рис.3). Максимальный размах уменьшения абсолютных величин наблюдался на третьей стимуляции: 52,4±3,0 % — до тренировки, 46,3±2,8% — после тренировки (Р<0,01). В традиционных занятиях содержание нейтрофилов в посттренировочный период имеет иную динамику: в начале, на 1-4 и 6 тренировках происходит уменьшение показателя, затем, на 5, 7 и 8 занятиях происходит увеличение содержания нейтрофилов. Что касается динамики содержания нейтрофилов в серии занятий ДВТ (рис. 6), то она имела волнообразный характер с тенденцией к повышению показателя в конце тренировочной серии (51,2±2,5%) относительно исходного значения (47,6±3,3%). Максимальное увеличение показателя наблюдается к третьему занятию (52,4±3,0%). В традиционной тренировочной серии на третьем занятии так же зафиксирован недостоверный прирост относительно исходного уровня. При сравнении графиков можно отметить ту же особенность, что была зафиксирована в динамике содержания лимфоцитов — к 5 тренировочному занятию абсолютные показатели обеих тренировочных серий практически одинаковы (46,8±2,6% и 46,4±2,3%,). На шестом занятии наблюдается резкое расхождение кривых за счет резкого повышения показателей в традиционной серии. То есть после пятого занятия большие изменения в реакциях организма происходят при выполнении традиционных упражнений.

Рис. 4. Динамика содержания тромбоцитов при выполнении программ традиционной и вибрационной тренировок

Динамика содержания тромбоцитов в обеих сериях имеет свою особенность — недостоверное снижение значений относительно исходного уровня (рис. 4). В остальном прослеживаются характерные детали динамики лейкоцитов, с некоторой поправкой на номер тренировочного занятия. Во-первых, это увеличение количества тромбоцитов после первого традиционного занятия и уменьшение к третьему и наоборот уменьшение количества тромбоцитов после первого вибротренинга и увеличение их числа к третьему. Во-вторых, совпадение абсолютных значений показателей на третьем занятии в (в случае лейкоцитов — на четвертом). Затем после третьего тренировочного занятия (в случае лейкоцитов четвертого) кривая показателей традиционных упражнений перемещается вверх, а кривая показателей ДВТ перемещается вниз. На 6 тренировочном занятии (в случае лейкоцитов на пятом) кривые второй раз за время выполнения тренировочных программ пересекаются, а на седьмом занятии наблюдается максимальное расхождение: 285,6±12,2 тыс. — в традиционной серии и 231,0±7,6 тыс. — в стимуляционной серии (Р<0,01).

Сравнительный анализ данных, полученных в результате применения традиционной и дозированной вибрационной тренировок показал, что динамика гематологических показателей имеет хорошо различимые фазы, которые обусловлены особенностями адаптационных реакций организма спортсменов высокого класса на применение двух типов нагрузки. По лейкоцитарному звену первая фаза протекает в ходе четырех — пяти занятий. Причем динамика лимфоцитов и нейтрофилов имеет различия. Процентное содержание лимфоцитов к третьей тренировке падает, а к пятой тренировке возрастает. Процентное содержание нейтрофилов, наоборот к третьей тренировке возрастает, а к пятой уменьшается. Начиная с пятой тренировки, при возросших объемах физической нагрузки, наступает вторая фаза адаптационных процессов. Под действием виброупражнений показатели плавно возрастают к концу серии. Традиционные упражнения вызывают их резкий подъем, а затем такое же резкое падение до уровня более низкого, чем значения показателей при вибротенинге. Динамика тромбоцитов так же имеет две фазы с узловыми точками в третьем и пятом занятиях.

При изучении взаимосвязи между изменением гематологических показателей и продолжительностью вибрационных упражнений выявлена обратная корреляционная зависимость изменения абсолютного содержания лейкоцитов в периферической крови (r=-0,2550, р=0,008), обусловленная в первую очередь снижением изменения числа лимфоцитов (r=-0,1940, р=0,046).

Увеличение продолжительности вибрационных упражнений (дозы вибрации) свыше 9 мин. за тренировку сопровождается снижением содержания лейкоцитов во второй части тренировочной серии, что может свидетельствовать об адаптациии системы белой крови к предлагаемой сочетанной нагрузке. В целом у всех спортсменов за время исследований (2 тренировочных микроцикла) отмечается прирост концентрации лейкоцитов, соответствующий лимфоцитарной фазе срочного миогенного сдвига лейкоцитарной формулы.

Полученные в результате исследования данные позволили сделать вывод о том, что ведущую роль в реакциях различных ростков кроветворения на сочетанное действие физического упражнения и вибрации играет доза вибронагрузки, Однако этот тезис нуждался в подтверждении, поскольку подобная динамика вполне могла быть следствием большого количества стимуляционных занятий. Для ответа на этот вопрос было решено изучить ответные реакции организма на применение вибровоздействий большого объема (11-15 мин.) в серии, состоящей из 4 тренировок и сравнить полученные данные с показателями 5,6,7 и 8 занятий в восьмиразовой стимуляционной серии тренировок.

Испытуемые (n=10) выполняли серию упражнений с применением дозированной вибрации (ДВТ). Тренировочный протокол заключался в том, что спортсмены в течение четырех занятий выполняли серию упражнений с поэтапным увеличением дозы вибронагрузки. Полученные результаты представлены в табл. 3 и на рис. 5.

Таблица 3. Показатели динамики лейкоцитов (WBC) в восьмиразовой и четырехразовой сериях ДВТ (n=10)

Характеристика тренировки

№ тренировочного занятия ДВТ

1 (5) (Хср± Sx)

2 (6) (Хср± Sx)

3 (7) (Хср± Sx)

4 (8) (Хср± Sx)

8-разовая серия

5,1±0,4

6,0±0,9

5,7±0,9

6,6±0,6

4-разовая серия

6,1±0,3*

5,1±0,4*

7,8±0,7*

7,7±0,5*

Примечание: достоверные отличия между показателями тренировочных занятий в восьмиразовой и четырехразовой сериях:* — Р<0,05

Из данных, приведенных в табл. 3 и на рис. 5 следует, что применение доз вибровоздействиий объемом 11-15 мин. в четырехразовой серии вызывает увеличение количества лейкоцитов на 1, 3 и 4 занятиях, достоверно превышающее значения этого показателя в восьмиразовой серии на 5,7 и 8 тренировках при одинаковой тенденции в обеих сериях к росту значения показателя. Из этого можно сделать вывод, что ведущую роль в реакциях лейкоцитарного звена кроветворения на сочетанное действие физического упражнения и вибрации играет доза вибронагрузки.

Рис. 5. Динамика количества лейкоцитов (WBC) в восьмиразовой и четырехразовой сериях ДВТ

Выводы.

1. Позитивная динамика лейкоцитов и тромбоцитов в серии стимуляционных занятий наблюдается после первых двух тренировок при небольших дозах вибрационной нагрузки, в сумме составляющей всего 3, 5 и 7 мин. Адаптация лейкоцитарного и тромбоцитарного ростков кроветворения на применение тренировочных серий, состоящих более, чем из трех стимуляционных занятий, характеризующаяся достоверным снижением этих показателей.

2. Наблюдаемые срочные постнагрузочные изменения показателей лейкоцитарной формулы у спортсменов в процессе выполняемой нагрузки укладываются в рамки лимфоцитарной фазы миогенных сдвигов показателей белой крови, что принято считать благоприятным фактором (Г.А. Макарова, 1990). В процессе увеличения нагрузки наступает адаптация лейкоцитарного звена системы кроветворения, сопровождающаяся достоверным снижением изменения содержания лейкоцитов и их популяций.

3. При увеличении количества и времени проведения стимуляции биологической активности отмечается вторая фаза адаптационных сдвигов, которая наступает после 5 занятия для лейкоцитов и 6 занятия для тромбоцитов.