Классификация факторов, лимитирующих работоспособность

  

Над этим вопросом работает в течение десятка лет большое количество ученых. Они используют основные методы от молекулярной биологии до популяционного анализа, при помощи которых можно идентифицировать факторы, лимитирующие работоспособность человека. До настоящего времени не выработаны критерии для определения понятия "фактор, лимитирующий работоспособность". Он должен отвечать трем условиям, при констатации которых можно с уверенностью сказать, что речь идет именно о таком факторе, лимитирующем работоспособность.

1. Недостаток (недостаточная функция) или увеличение концентрации, приводящие к снижению физической работоспособности вплоть до полного ее отсутствия. Таковым может быть недостаток источника энергии АТФ, глюкозы, гликогена, ингибиция клеточного дыхания и транспорта электронов в дыхательной цепи митохондрий, работающих мышц, разобщение дыхания и фосфорилирования. Образование значительного количества продуктов переокисления липидов ненасыщенных жирных кислот в виде свободных радикалов из-за ослабления функции эндогенной антиоксидантной системы, сдвиги кислотно-щелочного равновесия и буферной емкости крови, нарушения микроциркуляции реологических свойств крови, гемокоагуляции.

2. Наличие методов исследования, при помощи которых можно достоверно выявить факторы, лимитирующие работоспособность. Эти методы чаще всего бывают биохимические или физиологические. Например, определение АТФ, глюкозы, мочевины, лактата, хемилюминесценции, которые широко апробированы в клинической и спортивной медицине.

3. Восстановление физической работоспособности при нормализации лимитирующего фактора (или измененной функции), углеводное насыщение для углеводного депо, введение раствора аминокислот и белка, липидных смесей, нормализация сдвигов рН при помощи назначения щелочных препаратов, регуляция сократительной способности миокарда с целью борьбы с гипоксией и нормализации тканевого дыхания, оптимизация функции эндокринной системы не только гормональными препаратами, но и адаптогенами растительного и животного происхождения, купирование центральных форм усталости при помощи восстановления сниженных функций центральной нервной системы.

Систематические наблюдения над спортсменами высокой квалификации в течение 20-и лет показали, что совершенно небезразлично, как проводится тестирование работоспособности для определения факторов, лимитирующих работоспособность. Для этого применяются различные методы экспериментального определения функционального состояния работоспособности. Это, прежде всего, различные модели велоэргометров и бегущих дорожек, в ряде случаев со ступенчато возрастающей нагрузкой через определенные временные интервалы или устанавливаемые под определенным углом, что затрудняет бег и, следовательно, укорачивает время исследования; каналы, где спортсмен плывет против создаваемого течения воды с разной скоростью и на время; многочисленные модели гребных тренажеров с установлением датчиков, фиксирующих силу, количество гребков и другие параметры. Следует отметить, что чем выше квалификация спортсмена, тем труднее повысить его работоспособность даже на один процент, что считается очень хорошим результатом, в то время как у разрядников и физкультурников она при тех же педагогических или фармакологических воздействиях может повыситься на 10 или 100 процентов. Поэтому эти соотношения особенно следует учитывать при прогнозировании действия лекарственных веществ на физическую работоспособность или восстановление спортсменов высокой квалификации.

Если в экспериментах на животных не будет получена "прибавка" работоспособности на 200 - 400 процентов, то не следует ожидать повышения ее у высококвалифицированных спортсменов на один-два процента. Поэтому, не следует делать поспешных выводов.

В поддержании работоспособности спортсмена большое значение имеет гормональный контроль, особенно инсулярная система, глюкокортикоидная, соматотропная, тиреоидная, половая и другие функции, так как они контролируют практически все виды обмена веществ в организме. Изучая состояние гормонального профиля, можно заранее прогнозировать работоспособность спортсмена и предсказать ожидаемый результат.

Нами суммированы основные факторы, лимитирующие физическую работоспособность человека, которые представлены в таблице
Классификация факторов, лимитирующих работоспособность человека

Факторы

Механизмы

Работоспособность

1.

Поражение опорно-двигательного аппарата

В результате травм или перетренировки снижается сократительная способность мышц

Полностью отсутствует или временно снижена

2.

Угнетение центральной и периферической нервной системы

Центральная усталость, снижение скорости формирования движения

Резко снижена

3.

Недостаточное функционирование эндокринной системы

Дисбаланс метаболизма (углеводов, белков, жиров, иммуноглобулинов, воды, электролитов и др.)

Ограничена

4.

Снижение сократительной способности миокарда

Уменьшение кровотока, транспорта кислорода (гипоксия) и питательных веществ к работающим мышцам

Отсутствует или снижена

5.

Ослабление функции дыхания

Недостаток кислорода в крови и тканях

Снижена

6.

Нарушение микроциркуляции

Снижение кровоснабжения интенсивно работающих мышц, тканевая гипоксия

Резко снижена

7.

Изменение реологических свойств и свертываемости крови

Снижение кровотока до стаза при микротромбообразовании

Отсутствует

8.

Сдвиги кислотно-щелочного равновесия в кислую сторону

Изменение буферной емкости крови, ацидоз

Умеренно снижена

9.

Снижение энергообеспечения мышц

Недостаток гликогена, АТФ, креатин-фосфата, L-карнитина, липидов, протеинов

Снижена

10.

Функциональная недостаточность витаминов, микроэлементов, электролитов, воды

В результате высоких физических нагрузок наблюдается снижение концентрации жиро- и водо-растворимых витаминов, электролитов, микроэлементов и воды (при марафоне)

Снижена

11.

Ингибиция клеточного дыхания в работающих мышцах

Нарушение транспорта электронов в дыхательной цепи, синтеза макроэргов, разобщение дыхания и фосфорилирования

Снижена

12.

Инициация свободно-радикальных процессов в результате запредельных нагрузок и действия прооксидантов

Образование гидроперекисей, токсических продуктов, нарушение функциональной лабильности клеточных мембран и биоэнергетических механизмов

Снижена

13.

Снижение иммунологической реактивности (клеточного и гуморального иммунитета)

Фактор риска при банальных инфекциях аутоиммунных процессов

Снижена

14.

Снижение функции печени, почек и др. органов в результате перетренировки

Печеночный болевой синдром, гипертрофия печени, нарушение экскреторной функции почек и др.

Снижена

15.

Необоснованное применение лекарственных веществ (допингов)

Токсические эффекты, суммирование, потенцирование или антагонизм в их действии на организм

Снижена

16.

Несбалансированное питание спортсменов

Нарушение соотношений основных пищевых ингредиентов, дисбаланс белков, жиров, углеводов, электролитов, микроэлементов и

Снижена

Как видно из данных таблицы, к факторам, лимитирующим работоспособность спортсменов, относятся самые различные как органические, так и функциональные состояния, которые сопровождаются недостаточностью тех или иных метаболитов, кислорода, изменением кислотно-щелочного равновесия, иммуноглобулинов и компонентов комплемента, недостаточностью антиоксидантной системы, способствующей снижению физической работоспособности. Зная это, легче наметить пути фармакологической коррекции и управления работоспособностью человека.
Таким образом, любой фармакологический препарат, рекомендуемый врачом, должен соответствовать определенной графе таблицы. Так, например, антиоксидант, иммуномодулятор, макроэргические фосфаты и другие будут расположены в различных графах 12 и 13. Они должны выполнять свои задачи по обеспечению максимальной работоспособности человека. Отсюда следует, что целесообразно создавать комбинированные препараты, которые влияют на несколько факторов, лимитирующих работоспособность и восстановление.
Принципиально другим путем воздействия на физическую работоспособность человека является не метод проб и ошибок, как это в основном делается на практике, а выявление факторов, лимитирующих работоспособность и их фармакологическая коррекция. Управление этим процессом и его научное обоснование обозначаются нами как мониторинг работоспособности и фармакологическая коррекция работоспособности человека, включая восстановление и адаптацию к физической нагрузке. Как видно из данных таблицы 2, имеются достаточное количество причин для снижения работоспособности.
Прежде всего следует обратить внимание на возможную функциональную недостаточность восполнения энергии для совершения движений. По способу энергообеспечения различают анаэробную, смешанную и аэробную зоны, по длительности работы выделяют спринтерские и стайерские дистанции (от нескольких секунд до нескольких часов), по функции мышц различают силовую, взрывную и скоростную выносливость, по видам спорта - общую и специальную выносливость. Эти факторы должны учитываться спортивным врачом при выборе лекарственных средств, ускоряющих процессы восстановления и повышения работоспособности спортсменов.

глава из глава справочника "Спортивная фармакология" Академика Международной Академии информатизации при ООН, заведующего Отделом биологически активных веществ во ВНИИФК, д.м.н., проф. Р.Д.Сейфуллы.