Actual aspects of studying athlete’s body composition

Full Text

В спортивной практике для мониторирования физического состояния и тренировочного режима спортсменов широко применяют метод изучения соотношения тканевых компонентов тела. Анализ и контроль жировой, безжировой и мышечной массы, общего содержания воды в организме позволяет оценивать и прогнозировать развитие метаболического синдрома, определять рацион питания и контролировать эффективность процедур коррекции [3]. Первостепенное значение в спорте имеет вычисление жировой массы, которая выполняет функции метаболически активного органа, достаточный её уровень играет существенную роль в поддержании общего здоровья [6]. Знание о количестве и распределении костной и мышечной тканей используют при определении спортивной работоспособности. Снижение доли жировой массы до 5-6% общей массы тела, а скелетно-мышечной массы в соревновательном периоде - до 46% общей массы тела нежелательно и чаще свидетельствует о переутомлении атлетов [1]. Изменения мышечного и жирового компонентов под воздействием тренировочных нагрузок отражают направленность и выраженность адаптивных сдвигов структурного уровня в организме спорт­смена и преимущественный характер энергообеспечения. Лабильные морфологические показатели человека могут служить маркёрами адаптации к напряжённой мышечной деятельности. Существенное значение имеет контроль вод­ного баланса спортсменов, так как дегидратация, даже лёгкой степени, тяжело переносится организмом [14, 15]. Активные физические нагрузки сопровождаются потерей микро- и макроэлементов за счёт потоотделения, в первую очередь нат­рия и калия, что пагубно влияет на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и нервно-мышечной регуляции [5]. Исследованиями ряда авторов доказана необходимость отслеживания общего содержания воды в организме, объёма внутриклеточной жидкости у элитных спортсменов при коррекции массы тела перед началом соревнований во избежание снижения силовых характеристик мышц [10, 18, 25]. Исследования компонентов массы тела проводились многими учёными [5, 24]. Так, известно, что состав тела изменяется под влиянием различного содержания белков, жиров и углеводов в пищевом рационе [4]. Повышение уровня жировой массы происходит в случае увеличения доли углеводно-жирового комплекса в диете, а при ограничении количества жирной и углеводсодержащей пищи регистрируются обратные изменения состава тела. Применение различных фармакологичес­ких средств также оказывает влияние на состав тела: использование анаболических препаратов увеличивает мышечную массу, повышает работоспособность и выносливость [12]. Кроме этого, известно об особенностях изменений состава тела юных спортсменов в различные возрастные периоды. Динамика изменений компонентов массы тела в первую очередь отражает становление гормональной сферы, а также процессы роста и развития под воздействием занятий спортом. Так, дети обоего пола, занимающиеся спортом 1-4 года в возрастном интервале 5-9 лет, отличаются низкой мышечной массой (43-45% общей массы тела) и средней жировой массой (10-13% общей массы тела). В препубертатный период отмечают постепенный и небольшой рост мышечной массы и вариации жироотложения. Пубертатный период характеризуется более выраженным (особенно у мальчиков) ростом мышечной массы при снижении жировой массы у мальчиков и её повышении у девочек. Постпубертатный период в большей мере отражает уже спортивное совершенствование с повышением мышечного и снижением жирового компонентов. Была доказана непосредственная связь показателей состава тела с уровнем физической активности [6]. Интенсивная физическая деятельность вызывает уменьшение жирового компонента и увеличение мышечной массы тела [12]. Обнаружено значительное увеличение мышечной массы при девяти и более часовых тренировках в неделю [21]. Подтверждена связь величин различных компонентов массы тела с проявлением разнообразных физических качеств и развитием функциональных систем организма: с показателями силы, быстроты и гибкости - отдельными сторонами подготовленности. Так, существует взаимосвязь и с интегральным показателем - специальной физической работоспособностью и, прямо или косвенно, со спортивным результатом [10, 24]. Показана связь развития мышечной массы с уровнем мощности разных систем энергообеспечения мышечной деятельности: аэробной и анаэробной производительностью [20]. Также специфику величин компонентов массы тела определяет видовая и квалификационная принадлежность спортсменов. Спортсмены высших разрядов обладают более высокими величинами мышечной и низкими величинами жировой массы, чем менее квалифицированные [11]. Спортсмены, занимающиеся силовыми видами спорта, отличаются максимальной величиной мышечной массы; видами спорта на выносливость - менее высоким содержанием мышечной массы и минимальным содержанием жировой; лица, занятые в игровых видах спорта, характеризуются дифференциацией величин мышечной и жировой массы в соответствии с игровым амплуа. Таким образом, в каждом виде спорта складывается специфическая морфологическая модель тела, соответствие которой является базовым преимуществом для успешности и профессионального долголетия [5]. Несоответствие модели при высокой мотивации спортсмена требует высокой активности дополнительных компенсаторных механизмов, что в итоге снижает вероятность высоких результатов, долголетия в спорте, более того, является фактором риска для состояния здоровья и свидетельствует о необходимости жёсткого текущего контроля адаптации организма спортсмена к тренировочному воздействию. В течение прошлого века было предложено множество методов определения состава тела человека, однако все они имеют недостатки, не существует универсальных критериев или «золотого стандарта» методологии определения [1, 22]. Все используемые подходы разделяются на следующие категории: эталонные методы, лабораторные и полевые. К эталонным методам относят многокомпонентные модели, компьютерную томографию, магнитно-резонансное исследование [16]. Лабораторные методы - двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, денситометрия, гидрометрия, ультразвуковое исследование, трёхмерное сканирование [1]. К полевым методам относятся антропометрия, биоимпедансометрия, определение индекса массы тела [5]. Традиционно c целью изучения компонентного состава тела используются двух-, трёх, четырёхкомпонентные и пятиуровневая многокомпонентная модели. Однако измерение параметров, на которых основаны компонентные модели оценки состава тела (плотности тела, содержания воды в организме, минеральной массы тела, общей массы белка в организме, клеточной массы), требует больших временных затрат и использования дорогих специализированных технологий [1]. Примером метода изучения состава тела на основе оценки его плотности служит гидростатическая денситометрия. Для этого проводят измерение массы тела в воде и в обычных условиях. Необходимость полного погружения тела для измерения массы тела снижает возможности применения метода у детей, а также у пожилых и больных людей [21]. Альтернативным методом исследования плотности тела является воздушная плетизмография [5]. В целом гидростатическая денситометрия и воздушная плетизмография создают технические трудности при их реализации, являются стационарными, а кроме того существует проблема ограничения их применения ввиду значительных индивидуальных различий плотности безжировой массы тела. При отсутствии данных о композиции безжировой массы тела эти методы могут быть полезны лишь в случае значительного уменьшения жировой массы [2]. Другая возможность определения состава тела связана с оценкой общего содержания воды в организме. Эталонным методом измерения содержания воды в организме считают метод изотопного разведения с использованием трития и дейтерия [22]. В отличие от гидростатической денситометрии и воздушной плетизмографии этот метод можно использовать в полевых условиях, однако материал также отправляется в лабораторию и исследуется в течение нескольких дней. Кроме того, другой недостаток этого подхода связан с воздействием на организм небольшой дозы радиации и высокой стоимостью обследования в случае с использованием Н218О (оксида трития). Основным источником погрешности при данном исследовании становится предположение о постоянстве относительного содержания воды в безжировой массе тела. По этой причине у людей с предполагаемыми нарушениями гидратации использовать данный метод не рекомендуют [1]. Для оценки содержания воды также применяют биоэлектрические методы. Один из них - биоимпедансометрия, которая является оперативной и широко используется в полевых условиях, а также в клинической и амбулаторной практике [8, 26]. Различные модели состава тела имеют свою специфику применения [5, 8]. К примеру, двухкомпонентная модель определения состава тела ввиду значительной вариации состава и плотности безжировой массы тела мало пригодна для мониторирования изменения состава тела на индивидуальном уровне. При этом возможно её использование для предварительной диагностики и оценки эффективности лечения в случае выраженной степени истощения или ожирения, а также для характеристики групповых средних значений состава тела. Использование трёхкомпонентной модели исследования состава тела возможно для характеристики популяций здоровых взрослых людей и подростков, что позволяет несколько улучшить точность оценки жировой массы тела в процентах. Тогда как у пациентов с нарушенным балансом жидкости в организме или изменённой минеральной массой тела трёхкомпонентные модели изучения состава тела могут приводить к значительным погрешностям определения доли жировой массы [1]. Эталонными методами определения состава тела на тканевом уровне в настоящее время служат магнитно-резонансная и компьютерная томография, а также ультразвуковая диагностика [5, 21]. Вышеуказанные методы дают возможность раздельного мониторинга количества подкожного и внутреннего жира, а также массы скелетных мышц и внутренних органов. Преимущество этих методов заключается в их высокой разрешающей способности и точности. Отдельным преимуществом ультразвуковой диагностики в отличие от магнитно-резонансной и компьютерной томографии является возможность проведения исследований в полевых условиях портативными ультразвуковыми установками [19]. Общие недостатки всех трёх подходов  - высокая стоимость обследования и отсутствие нормативных критериев [1]. Наиболее распространённым методом диаг­ностики состава тела служит двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия [7]. Первоначально данный метод был предложен для диаг­ностики остеопении и остеопороза. В настоящее время, помимо оценки минеральной плотности и минеральной массы костей, его используют для определения жировой и безжировой массы тела [5]. Метод двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии даёт возможность исследовать как периферические, так и осевые участки скелета. Соответствующее программное обеспечение автоматически корректирует результаты измерений с учётом плотности мягких тканей. Это малоинвазивный метод, не требующий активного участия пациентов, а также он относительно доступен. Сравнение результатов применения двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии с нейтронным активационным анализом, гидростатической денситометрией показало возможность достаточно точной оценки жировой и безжировой массы тела [2]. На этом основании данный метод иногда используют в качестве эталона для проверки формул расчёта физического состояния на основе индекса массы тела, а также калиперомет­рии и биоимпедансометрии [1, 18]. Биоимпедансный анализ состава тела основан на существенных различиях удельной электропроводности жировой ткани и тощей массы тела. Для этого метода свойственны приемлемая точность, портативность, сравнительно невысокая стоимость оборудования и обследования, комфортность процедуры, удобство автоматической обработки данных [26]. К недостаткам этого метода относятся отсутствие единой стандартизации оборудования и способов измерений, что затрудняет сопоставление и анализ получаемых результатов. Преимущество отдельных моделей данного метода заключается в возможности одновременной оценки таких клинически значимых параметров, как активная клеточная масса и основной обмен, а также изучение не только интегральных, но и локальных параметров состава тела [8, 17]. Безусловно, внедрение новых технологий и методов исследования позволяет повысить надёжность и оперативность оценки состава тела. Однако, как было отмечено выше, новые методы - дорогостоящие, а кроме того актуальна необходимость стандартизации их использования. В спортивной и медицинской практике хорошо зарекомендовали себя антропометрический, калиперометрический методы определения состава тела [5, 11]. Это наиболее доступные, простые и портативные полевые методы. Однако проведение антропометрического исследования требует высокой квалификации исследователя и точного следования протоколу обследования [1]. Среди полевых методов исследования состава тела определённое место занимает определение индекса массы тела [5]. К сожалению, использование росто-весовых индексов не даёт надёжной информации о составе тела на индивидуальном уровне [23]. Выявлена низкая информативность этого метода для определения жировой массы у людей атлетического телосложения, деятельность которых связана с активными физическими тренировками, результатом которых является увеличение мышечной массы [9]. Таким образом, резюмируя вышеизложенное, баланс тканевых компонентов тела спортсменов напрямую связан с проявлениями разнообразных физических качеств и развитием функциональных систем организма, что непосредственно отражается на результативности атлетов. По этой причине в спорте мониторированию тканевого состава тела в организации тренировочного режима атлетов отводят первостепенную роль. Однако при всём многообразии методов изучение соотношения тканевых компонентов тела спортсменов остаётся сложной задачей в силу малодоступности этих технологий. Основной проблемой оценки состава тела спортсменов в настоящее время остаётся отсутствие единой стандартизации оборудования и способов измерений, а также отсутствие нормативной базы, что значительно затрудняет анализ и сопоставление получаемых результатов.

About the authors

N V Rylova

Volga Region State Academy of Physical Culture, Sports and Tourism, Kazan, Russia; Kazan State Medical University, Kazan, Russia

Email: rilovanv@mail.ru

References

Supplementary files