Нехвядович А.И. ВЗАИМОСВЯЗЬ СОДЕРЖАНИЯ РЕТИКУЛОЦИТОВ И ИХ СУБПОПУЛЯЦИЙ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ЗРЕЛОСТИ С КИСЛОРОДТРАНСПОРТНОЙ ФУНКЦИЕЙ КРОВИ И УРОВНЕМ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ У БИАТЛОНИСТОК ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ

Нехвядович А.И., кандидат педагогических наук, доцент

(НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь)

Аннотация. В работе представлены данные общего содержания ретикулоцитов и их субпопуляций различной степени зрелости во взаимосвязи с другими показателями красной крови, состоянием механизмов энергообеспечения и уровнем физической работоспособности у биатлонисток высокой квалификации. Показано, что повышение содержания ретикулоцитов, является одним из важных факторов улучшения кислородтранспортной функции крови  и взаимосвязано с ростом показателей анаэробного порога, т. е. с повышением аэробных возможностей организма и, в целом, с  проявлением максимальной физической работоспособности спортсменок.

Введение. Ретикулоциты – промежуточные клеточные формы между эритробластами и зрелыми эритроцитами Количество и фракционный состав ретикулоцитов в медицинской практике используется для диагностики и мониторинга различных нарушений костномозгового кроветворения, жезодефицитных анемий, авитаминоза В₁₂ (особенно у женщин) и др. нарушений [1, 2]. В спорте, наряду с этим, ретикулоциты являются важными параметрами допинг-контроля за счет их чувствительности, наибольшей среди других гематологических параметров, к стимуляции костного мозга, особенно рекомбинантным человеческим эритропоэтином, используемым незаконно.

В настоящее время с появлением автоматизированных анализаторов стало возможным использование количества ретикулоцитов и их фракций в контроле над подготовкой спортсменов. Обусловлено это тем, что в циклических видах спорта при выполнении физической нагрузки важная роль принадлежит аэробным процессам энергообеспечения, интенсивность которых существенным образом зависит от состояния кислородтранспортной функции крови [3]. Состояние транспорта кислорода в свою очередь взаимосвязано с активностью процессов эритропоэза, по интенсивности которых можно определять ранние признаки утомления [4, 5].  Выявление ранних признаков снижения кислородтранспортной функции крови позволяет своевременно проводить фармакологическую и немедикаментозную коррекцию, а также в дальнейшем оценивать ее эффективность [6].

Об интенсивности эритропоэза позволяет судить количество ретикулоцитов в периферической крови и показатели активности процесса созревания этих клеток [7]. Абсолютное и относительное число ретикулоцитов в крови, содержание субпопуляций ретикулоцитов различной степени зрелости, а также фракции незрелых форм этих клеток у спортсменов отражают регенеративную способность костного мозга. Вместе с тем до настоящего времени не определены диапазоны содержания ретикулоцитов у спортсменов под влиянием тренировочных нагрузок различной направленности и этапа подготовки. В литературе недостаточно  представлена информация о динамике абсолютного и относительного содержания ретикулоцитов и их субпопуляций по степени зрелости у спортсменов с учетом функционального состояния и физической работоспособности. 

В связи с этим целью настоящего исследования являлось выявление взаимосвязи  процентного содержания ретикулоцитов и их субпопуляций различной степени зрелости с изменением показателей кислородтранспортной функции крови, уровня физической работоспособности у спортсменов, тренирующихся на выносливость (на примере биатлонисток).

Методы и организация исследований. Исследования проводились в лабораторных условиях в покое и после выполнения ступенчато возрастающей велоэргометрической нагрузки до отказа. Определение содержания ретикулоцитов и других гематологических показателей проводились с использованием гематологического анализатора SYSMEX XT 2000i (Япония). Содержание лактата определяли с использованием портативного анализатора «BIOSEN».

В обследованиях приняли участие 19 женщин в возрасте 16-33 лет, имеющих квалификацию МСМК, МС и КМС.

Исследовано изменение показателей красной крови, уровня лактата, ЧСС, физической работоспособности биатлонисток в покое и после выполнения ступенчато-возрастающей велоэргометрической нагрузки до отказа в зависимости от общего содержания ретикулоцитов в крови: низкого, среднего и высокого по критерию X±0,65 σ.

Результаты исследований и их обсуждение. Анализ результатов исследований показал, что в покое в условиях действия тренировочных нагрузок у биатлонисток ретикулоцитные показатели соответствовали пределам клинической нормы. Общее содержание ретикулоцитов колебалось в диапазоне 0,25 – 1,57 %, абсолютное их число – в пределах 0,0123 – 0,075х10¹²/л, показатель IRF изменялся от 0,5 до 16,9 %, содержание зрелых – от 83,1 до 100 %, молодых – от 0,5 до 16,1 % и юных ретикулоцитов – от 0 до 1,8 %.

Как видно из таблицы 1, повышение общего содержания ретикулоцитов сочеталось с увеличением возраста, длины и массы тела спортсменок, а также с изменением ряда показателей красной крови, связанных с процессами эритропоэза и кислородтранспортной функцией крови.

Таблица 1 – Динамика показателей роста, веса и гематологических показателей при выполнения ступенчато возрастающей велоэргометрической нагрузки до отказа у биатлонисток в зависимости от общего содержания  ретикулоцитов в крови

Продолжение таблицы 1

До нагрузки повышение процентного содержания ретикулоцитов четко сочеталось с ростом их абсолютного числа. Вместе с тем, с ростом общего содержания ретикулоцитов наблюдались существенные различия в динамике ретикулоцитов различной степени зрелости. Фиксировалась тенденция повышения зрелых ретикулоцитов от 97,12±0,94 до 98,28±0,83 %, снижения субпоруляции молодых от 2,88±0,75 до 2,42±0,66 % и появления юных форм до 0,30±0,0812 % при высоком уровне общего содержания ретикулоцитов. С ростом ретикулоцитов выявлялось повышение среднего объема эритроцитов от 83,25±0,25 до 88,98±0,71 ф/л, показателей изменения среднего размера эритроцитов от 37,55±0,41 до 40,58±0,71 ф/л и среднего содержания гемоглобина в одном эритроците от 28,85±0,41 до 29,84±0,39 п/г. Но при этом наблюдалось снижение числа эритроцитов от 5,02±0,16 до 4,53±0,10 х10¹²/л и отмечалась тенденция снижения концентрации гемоглобина в крови от 144,75±6,54 до 135,20±3,31 г/дл, гематокрита от 41,73±1,26 до 40,42±0,65 %, показателей средней концентрации гемоглобина в одном эритроците от 34,75±0,56 до 33,44±0,39 г/дл,  

После выполнения нагрузки, во-первых,  фиксировались большие по отношению к покою величины всех изучаемых показателей, что обусловлено усилением под влиянием нагрузки обмена веществ и кровообращения. Во-вторых, отмечалась иная направленность в динамике абсолютного числа ретикулоцитов и их субпопуляций различной степени зрелости. Так, в отличие от покоя после нагрузки с повышением общего содержания ретикулоцитов четкого увеличения абсолютного их числа не наблюдалось. В этих условиях популяция зрелых ретикулоцитов не увеличивалась, а уменьшалась от 99,20±0,80 до 95,53±0,59 %, в то же время как популяция молодых форм резко возрастала (от 0,80±0,19 до 3,57±0,63 %). Об увеличении числа незрелых форм ретикулоцитов с ростом общего содержания ретикулоцитов свидетельствует и значительное увеличение под влиянием нагрузки показателя IRF.

Однако, после выполнения велоэргометрической нагрузки до отказа от работы с повышением ретикулоцитов сохранялась такая же, как и в покое, направленность динамики показателей красной крови: с повышением ретикулоцитов наблюдалось снижение числа эритроцитов (от 5,43±0,19 до 4,97±0,16 х10¹²/л), средней концентрации гемоглобина в одном эритроците (от 35,00±0,68 до 32,63±0,41 г/дл), концентрации гемоглобина в крови (от 158,00±8,39 до 146,67±5,21 г/л) и гематокрита (от 45,07±1,60 до 44,90±1,02 %). При этом также фиксировалось повышение среднего объема эритроцитов от 83,00±0,58 до 90,33±1,45 ф/л, показателей изменения среднего их размера от 37,67±0,38 до 43,47±0,83 ф/л и среднего содержания гемоглобина в одном эритроците от 29,03±0,58 до 29,53±0,35 п/г.

Выявлена высокая взаимосвязь изменения показателей содержания лактата, пульса и физической работоспособности на ступенях задания и в различных зонах энергообеспечения с содержанием ретикулоцитов в крови.

Как видно из данных, представленных в таблице 2, у женщин с низким содержанием ретикулоцитов уровень лактата после первой и пятой ступеней задания составлял 3,00±0,72 и 8,03±1,39 ммоль/л соответственно. У спортсменок с высоким содержанием ретикулоцитов в этих условиях уровень лактата соответствовал 1,98±0,18 и 4,75±0,60 ммоль/л. Следовательно, у спортсменок с высоким процентным содержанием ретикулоцитов отмечалось достоверно меньшее накопление лактата на каждой ступени задания. 

Наблюдались различия и в изменении показателей пульса. У спортсменок с низким содержанием ретикулоцитов частота пульса после первой и пятой ступеней задания составляла 141,25±5,19 и 198,00±2,00 уд/мин соответственно. У лиц с высоким их содержанием в крови частота пульса после первой ступени и пятой находилась в пределах 112,00±5,09 и 161,75±10,22 уд/мин. Следовательно, у спортсменок с высоким содержанием ретикулоцитов фиксировалось достоверно меньшее повышение пульса на каждой ступени задания. 

Таблица 2 – Динамика уровня лактата, пульса и показателей физической работоспособности при выполнении велоэргометрической нагрузки до отказа в зависимости от содержания ретикулоцитов в крови по критерию X±0,65 σ у биатлонистов (женщины)

С повышением содержания ретикулоцитов возрастали показатели физической работоспособности спортсменок. У лиц с высоким содержанием ретикулоцитов мощность нагрузки на уровне анаэробного порога (лактат 4,0 ммоль/л) составляла 1056,40±62,81 против 871,50±58,27 кгм/мин у спортсменок с низким их содержанием.  В смешанной аэробно-анаэробной зоне энергообеспечения или на уровне PWC₁₇₀ (лактат 6,0 ммоль/л) у первых мощность нагрузки составляла 1268,80±73,42 против 1069,75±66,49 кгм/мин у вторых.

Мощность нагрузки, достигнутая преимущественно за счет анаэробного гликолиза или соответствующая МПК (лактат 8,0 ммоль/л), у первых составляла 1419,80±82,20 против 1249,00±45,00 кгм/мин у вторых. При работе за счет максимальной мощности гликолиза (лактат 10 ммоль/л) первые спортсменки также достигали достоверно большей величины нагрузки, чем вторые, соответственно  1593,67±110,96 и 1249,00±45,00 кгм/мин ±45,00.

Кроме того, большее содержание ретикулоцитов сказывалось на скорости восстановления лактата в период отдыха. У женщин с высоким содержанием ретикулоцитов уровень лактата сразу после нагрузки (первая минута восстановления) составлял 8,24±0,97, на 3-й – 6,80±0,08 (Р<0,05) и на 8-й мин – 5,39±0,34 ммоль/л (Р<0,05).  Следовательно, наблюдалось достоверное снижение уровня лактата с первой по третью и с третьей по 8-ю минуты отдыха. В этих условиях у женщин с низким и средним содержанием ретикулоцитов уровень лактата на 3-й мин восстановления не снижался, а даже несколько возрастал. На 8-й минуте у них получено недостоверное снижение уровня лактата.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о взаимосвязи кислородтранспортных свойств крови и скорости срочного восстановления. Улучшение кислородтранспортных свойств крови способствует возрастанию функциональных возможностей спортсменов и повышению эффективности срочного восстановления.

Полученные данные у женщин подтверждают данные литературы, свидетельствующие о том, что тренировки индуцируют увеличение числа ретикулоцитов, и, что повышение числа ретикулоцитов [8] больше всего связано с усилением эритропоэза у хорошо тренирующихся спортсменов, выполнивших большие объемы работы общего и специального характера и является.

Наблюдаемая тенденция снижения в пределах клинической нормы концентрации гемоглобина, гематокрита и средней концентрации гемоглобина в одном эритроците с повышением ретикулоцитов является закономерным следствием благоприятных адаптивных изменений. Выполнение регулярных напряженных тренировочных нагрузок ведет к росту гематокрита и снижению средней концентрации гемоглобина в эритроците. Рост гематокрита направлен на повышение кислородной емкости крови для удовлетворения энергетических потребностей повышенной мышечной массы у спортсменов. Однако, цена прироста кислородной емкости – рост вязкости крови, повышение сопротивления кровотоку и последующее напряжение других подсистем кровообращения: дилатация сосудов и расход сосудорасширяющих факторов, а также активация сердечной деятельности. Поэтому целесообразно достижение оптимальных для индивидуума показателей гематокрита и концентрация гемоглобина.

Увеличение незрелых ретикулоцитов в покое с повышением содержания ретикулоцитов, как в процентах, так и в абсолютных единицах обусловлено активностью процессов эритропоэза.  Возростание гемоглобинизации эритроцитов,  увеличение их объема и деформируемости с повышением общего содержания ретикулоцитов составляют последовательную цепь адаптационных сдвигов, развивающихся под влиянием регулярных нагрузок аэробной направленности [3-5].Омоложение возрастного состава эритроцитов, как правило, связано именно с повышением их деформируемости  [9].

Уменьшение числа эритроцитов и снижение гемоглобина у спортсменов в условиях действия высокоинтенсивных тренировочных нагрузок, сопровождающееся соответствующим возрастанием количества ретикулоцитов, может иметь различные причины, но основной причиной этого явления чаще всего считают процесс разрушения эритроцитов под действием внутрисосудистого гемолиза [10, 11].

Следовательно, повышение числа ретикулоцитов сочетается с увеличением ряда показателей красной крови в связи с усилением эритропоэза и улучшением кислородтранспортной функции крови. Учитывая, что в последние годы лучшие достижения в белорусском биатлоне имеются  в основном у женщин, то именно  изменения содержания ретикулоцитов, как показателей активности костного мозга, а, следовательно, эритропоэза характеризуют более высокую эффективность их подготовки.

Содержания ретикулоцитов, является одним из важных факторов улучшения кислородтранспортной функции крови,  взаимосвязано с повышением показателей аэробного и анаэробного порога, т. е. аэробной выносливости спортсменок. Улучшение кислородтранспортной функции крови способствует повышению эффективности процессов аэробного энергообеспечения и, в целом, проявлению максимальной физической работоспособности.

Рост аэробной выносливости и физической работоспособности за счет усиления эритропоэза под влиянием тренировочных нагрузок, чувствительным индикатором чего является содержание ретикулоцитов и их субпопуляций различной степени зрелости, указывает на необходимость их применения, наряду с другими гематологическими показателями для оценки функционального состояния и адаптации к тренировочным нагрузкам.

Вместе с тем надежность использования ретикулоцитов и их субпопуляций в спортивной медицине понижается в связи с незначительными изменениями ретикулоцитов при длительном использовании низких доз эритропоэтина. К тому же гомеостатический механизм этого процесса также изучен недостаточно [12].

Выводы.

1. В условиях действия тренировочных нагрузок ретикулоцитные показатели у биатлонисток соответствовали пределам клинической нормы и свидетельствовали о нормальном протекании эритропоэза.
2. Повышение общего содержания ретикулоцитов в пределах нормы является одним из факторов улучшения кислородтранспортной функции крови, связанной с проявлением аэробной выносливости организма и максимальной физической работоспособности у спортсменок в целом.
3. Увеличение фракции незрелых ретикулоцитов, особенно за счет появления их юных форм, свидетельствует об ускоренном выбросе незрелых ретикулоцитов из костного мозга из-за снижения кислородоснабжения организма в результате выполнения неадекватных тренировочных нагрузок.
4. Снижение концентрации гемоглобина в крови, числа эритроцитов и увеличение их объема, способности к изменению размера (деформированию) и их гемоглобинизации на фоне повышения общего содержания ретикулоцитов носит адаптивный характер, основной из причин чего чаще является процесс разрушения эритроцитов под действием внутрисосудистого гемолиза.
5. Уменьшение общего числа ретикулоцитов является показателем снижения интенсивности эритропоэза и служит критерием применения мер по его нормализации.

Список использованных источников

1. Колескин, С.М. Референтные величины параметров автоматизированного анализа ретикулоцитов / С.М. Колескин // Клиническая лабораторная диагностика. – 2003. – № 1. – С. 40-42.
2. Левина, А.А. Клинические, биохимические и социальные аспекты железодефициной анемии / А.А. Левина, Н.В. Цветаева, Т.И. Колошейнова // Гематология и трансфузиология. – 2001. – Т. 46. – № 3. – С. 51-55.
3. 130 с. Меерсон, Ф.З. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам / Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. – М: Медицина, 1988. – 130 с.
4. Меерсон, Ф.З. Физиология адаптационных процессов / Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. – М: Медицина, 1986. – 643 с.
5. Сашенков, С.Л. Сравнительная характеристика морфо-функциональных показателей периферического отдела эритрона у спортсменов (борцов и лыжников) различной квалификации / С.Л. Сашенков, Л.П. Варыпаева, Г.В. Усков, М.В. Мещерякова // Известия Челябинского научного центра, 2002. – Вып. 2 (15). – С. 90-94.
6. Макарова Г.А. Лабораторные показатели в системе медико-биологического контроля  / Г.А.Макарова, Ю.А.Холявко. –  М., Изд-во: Советский спорт, 2006. – С. 151-165.
7. Watanabe, K. Reticulocyte maturity as an indicator for estimating gualitative abnormality of erythropoiesis / K. Watanabe, Y. Kawai, K. Takeuchi, N. Shimizi, H. Iri? Y. Ikeda, B. Houwen // Journal of Clinical Parhtology.  – 1994.  – Vol. 47. – P. 736–739.
8. Schmidt, W. Training induced effects on blood volume, erythrocyte turnover and haemoglobin oxygen binding properties / W. Schmidt, N. Maassen, F. Trost, et al. // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. – 1988. – Vol. 57. – P. 490–498.
9. Мельников, А.А. Возрастной состав эритроцитов и реологические свойства крови у спортсменов / А.А. Мельников, А.Д. Викулов // Физиология человека. – 2002. – Т. 28, № 2. – С. 101.
10. Mercer, K.W. Hematologic disorders in the athletes / K.W Mercer, J.J. Densmore // Clin. Sports Med. – 2005. – Vol. 24. – P. 599–621.
11. Telford, R.D. Footstrike is the major cause of hemolysis during running / R.D. Telford, G.J. Sly, A.G. Hahn, et al. // J Appl. Physiol. – 2003. – Vol. 94. – P. 38–42.
12. Rice, L. The negative regulation of red cell mass by neocytolysis: physiologic and pathophysiologic manifesta tions / L. Rice, C.P. Alfrey // Cell Physiol. Biochem. – 2005. – Vol. 15. – P. 245–250.