Кальций в крови: диагностическое и прогностическое значение в мониторинге функционального состояния высококвалифицированных спортсменов

Кальций (Са) является внутриклеточным катионом, 99% его входит в состав костной ткани, придавая ей прочность. Са в организме находится в трех формах: связанный с белком, главным образом с альбумином; входит в комплекс с бикарбонатом, лактатом, фосфатом и цитратом; 50% Са в крови находится в ионизированном виде (Са++). Физиологической активностью обладает его ионизированная фракция. Основным депо кальция является костная ткань. При понижении его уровня в крови кальций из костной ткани поступает в кровяное русло. При увеличенном поступлении кальций откладывается в костях. Выделение кальция происходит главным образом через кишечник и в меньшем количестве - с мочой. Нормальная и стабильная концентрация Са является обязательным условием жизни.


Са решает несколько важных задач в организме. Он является одним из элементов, выполняющих пластическую функцию, участвует в свертываемости крови. Ионы Са необходимы для передачи нервного импульса. Он осуществляет контроль возбудимости, сокращения и расслабления мышц. Ионы Са активизируют креатинкиназу и АТФ. Большое значение для динамики концентрации Са имеет секреция кортизола. У спортсменов с высоким содержанием кортизола в крови часто отмечается потеря кальция. Повышенное потребление Са отмечается при росте костной ткани у подростков и у спортсменов при высоких физических нагрузках. В юношеском возрасте при интенсивном росте организма дефицит Са проявляется мышечными болями и судорогами, особенно после интенсивных физических нагрузок. Появляются остеохондропатии в местах прикрепления сухожилий крупных мышц (болезнь Шляттера, хондромаляция Пателла). Это все ограничивает занятия спортом.

Задачи исследования - выявить роль содержания кальция в крови в диагностическом и прогностическом значении костного обмена и функционального состояния сердца у спортсменов на этапе ударных физических нагрузок.

Под наблюдением находились 33 высококвалифицированных спортсмена (велосипедисты и футболисты), мастера спорта.

Исследование проводилось в покое и после велоэр-гометрической нагрузки ступенеобразно повышающейся мощности до отказа от работы. Начальная величина нагрузки - 750 кгм/мин. Каждые 2 мин нагрузка увеличивалась на 240 кгм/мин. Через 5 мин отдыха велосипедисты выполняли вторую нагрузку: в течение одной минуты они работали с максимально возможной для себя скоростью. Забор крови проводился до начала тестирования и после второй нагрузки. Ионизированный кальций определялся на приборе «Bayer» (Англия) с использованием ионоселективных электродов. Общий кальций определялся фотометрическим методом на аппарате «Conelab» (Финляндия). Электрокардиограмма регистрировалась на 6-канальном электрокардиографе фирмы «Schiller» (Германия).

Физическая нагрузка, особенно на соревновании, как стрессовая ситуация оказывает существенное влияние на биохимические процессы, протекающие в организме, что находит свое отражение и в изменении кальция в крови [1]. Так, тестирование в лабораторных условиях 10 велосипедистов высокой квалификации в возрасте 17-28 лет в подготовительном периоде показало, что до работы уровень Са в крови у них находился в пределах колебаний физиологической нормы: Са++ составлял 1,30±0,02 ммол/л, Са общий - 2,55±0,04 ммол/л [2].

Уровень кальция под влиянием работы в смешанной зоне с аэробной направленностью менялся разнонаправленно. Имеются различия у велосипедистов с разным уровнем работоспособности. С учетом показателей работоспособности спортсмены были разделены на две группы: с высоким (1 группа) и низким (2 группа) объемом выполненной работы. Активизация энергетических систем у представителей 2 группы носила избыточный характер. Сопоставление результатов, полученных в обеих группах, показывает, что велосипедисты второй группы при меньшем объеме работы имели выше уровень лактата: 7,63±0,5 ммол/л против 6,36± ±0,61 ммол/л у спортсменов 1 группы. Следует отметить разнонаправленное изменение Са++ у спортсменов 1 и 2 групп. Если у велосипедистов, выполнивших большой объем работы (924±14,7 с), зарегистрировано увеличение Са++ в крови на 3,1%, то у спортсменов, выполнивших меньший объем работы (792±29,4 с), уровень Са++ в сыворотке крови уменьшился на 6,1%. Снижение уровня ионов Са замедляет передачу нервного импульса, что может ограничивать работоспособность велосипедистов.
В качестве примера приводим результаты функционально-диагностического тестирования велосипедиста У. 18 лет, мастера спорта, спортивный стаж - 5 лет. До работы в крови отмечался субкомпенсированный ацидоз (рН = 7,29), что указывало на неполное восстановление организма. Уровень Са общего и Са ++ у него был выше физиологической нормы. После велоэргометрической нагрузки при ЧСС = 203 уд./мин, лактате 10,1 ммоль/л и значительном изменении рН крови (7,07) отмечено снижением Са общего и Са ++, что сопровождалось снижением работоспособности на 8,1% по сравнению со среднегрупповыми данными.

В клинической кардиологии описаны изменения ЭКГ при нарушении электролитного обмена [3, 4].

Без участия ионов Са невозможна нормальная работа сердца. Ионы Са сами по себе не влияют на величину электрического потенциала на клеточной мембране мышечного волокна, но изменяют проницаемость клеточной мембраны к ионам калия. Повышение концентрации Са ведет к увеличению проницаемости клеточной мембраны ионам калия в раннем периоде реполяризации, что отражается на ЭКГ в укорочении интервала RS - T. Гипокальциемия ведет к уменьшению проницаемости клеточной мембраны мышечного волокна к ионам калия и к увеличению продолжительности начальной фазы реполяризации, что отражается увеличением интервала RS - T на ЭКГ.

Обследование 23 высококвалифицированных футболистов в возрасте 17-28 лет показало, что у более молодых спортсменов с нарушением процессов реполя-ризации отмечалось нарушение ритма, более высокая ЧСС и повышенное АД на фоне увеличенного уровня Са в крови. У футболистов с высоким уровнем Са в крови в 41,7% случаев отмечалось нарушение реполяризации миокарда, в 16,6% - нарушение ритма. В 50% случаев в ортопробе на ЭКГ отмечалась неадекватная реакция, а в 33,3% случаев после велоэргометрии данная патология усиливались. При сниженном уровне Са в крови нарушение реполяризации миокарда зарегистрировано в 33,3% случаев, нарушение ритма - в 11,1%. В 22,2% случаев в ортопробе отмечалась неадекватная реакция, а после велоэргометрии нарушения в ЭКГ усиливались.

В качестве примера приводим данные спортсмена Г. 26 лет, мастера спорта по футболу. На ЭКГ (рис. 1) отмечалось нарушение процессов реполяризации нижней стенки миокарда левого желудочка дистрофического генеза с ухудшением состояния нижнебоковой стенки миокарда после велоэргометрии.

Рис.1. ЭКГ спортсмена Г.

Показатели обмена кальция в покое у футболиста Г. ниже средних значений по группе (рис 2).

Рис. 2. Са в крови у спортсмена Г. и средние данные по группе

Выводы

Характер изменений Са в крови отражает функциональное состояние организма спортсменов, и поэтому эти данные можно использовать как дополнительные диагностические критерии, позволяющие судить об интенсивности минерального и энергетического обмена, а также о возможности своевременного выявления пред-патологических состояний.

У спортсменов Са относится к «минералам риска». Появление мышечных судорог после тренировок и соревнований требует дополнительного приема микроэлементов, содержащих Са и витамин D.

Измененный уровень Са в крови может служить прогнозом возникновения травматологических заболеваний и нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы.

Своевременная коррекция минерального состава и микроэлементов является важнейшим средством профилактики травматизма и нарушений в работе сердца у спортсменов в условиях использования напряженных тренировочных и соревновательных нагрузок.

Литература

1. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрес-сорным ситуациям и физическим нагрузкам. - М.: Медицина, 1988. - 250 с.
2. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. - М.: Медицина, 2000. - 540 с.
3. Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии. -М., 1999. - 524 с.
4. Исаков И.И., Кушаковский М.С., Журавлева Н.Б. Клиническая электрокардиография. - Л.: Медицина, 1984. - 272 с.