ГЛАВА 5 ПАЛЬЦЕВАЯ ДЕРМАТОГЛИФИКА И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Дифференциация фенотипического комплекса «ПД - физические воз­можности», как показано выше, базируется в первую очередь на различиях в приоритетных механизмах энергообеспечения, что определило потребность изучения взаимосвязей пальцевой дерматоглифики и параметров энергетиче­ских возможностей, которые наиболее ярко и дифференцированно проявля­ются у представителей спорта высших достижений.

Спортивная деятельность в силу экстремальности воздействия предо­пределяет сложность адаптивной реакции организма человека.

Экстремальное воздействие приводит к нарушению сопряженности ка­таболических и анаболических процессов метаболизма (А.А.Виру, 1981), вы­зывая изменения в динамическом постоянстве параметров гомеостаза. Го­меостатичность внутренней среды биосистемы поддерживается синхрониза­цией физических процессов теплоотдачи в окружающую среду и химических процессов по образованию тепла совместно с физиологическими процессами регуляции кожного кровообращения, что определяет в целом ориентацию путей метаболизма, направленную в конечном итоге на оптимальное энерго­обеспечение организма (И.Теодореску-Экзарку, 1973; Л.Е.Панин, 1983).

Выявление особенностей энергетических возможностей организма чело­века с необходимостью оценивания уровня и характера диапазона адаптаци­онных возможностей при экстремальном по силе и разном по характеру воз­действии физических нагрузок требует выделение общей части любых реак­ций организма, абстрагируясь от частных специфических адаптационных сдвигов (с обязательностью учета широкого спектра параметров различных подсистем в зависимости от направленности деятельности), т.е., как следует из выше сказанного - возможностей сохранения энергетического гомеостаза биосистемы.

Несмотря на безусловную значимость энергетического гомеостаза в жизнедеятельности человека, исследования генетической детерминации его характеристик представлены редкими работами, косвенно затрагивающими проявления на уровне отдельных или нескольких подсистем организма, не отражая целостной биоэнергетической организации (В.Б.Шварц, 1978; Т.В.

В настоящей работе с целью выявления дифференциации проявления энергетических возможностей человека в условиях конкретной спортивной деятельности используется способ, разработанный учеными лаборатории ме­дицинской биофизики института химической физики РАН с использованием биофизических, физиологических и биохимических методов исследования на основе термодинамических подходов к оценке энергетического баланса в ор­ганизме человека как основы адаптивной реакции (А.Ф.Конькова и др., 1987). При разработке способа авторы опирались на тесную связь энергети­ческих процессов адаптации с изменением термодинамических характери­стик биосистемы и следующие положения.

В соответствии с первым законом термодинамики изменение внутрен­ней энергии системы определяется изменением энергии переданного тепла и совершенной работы, что для биосистемы было доказано многочисленными экспериментами, проведенными на животных и людях (В .Байер,1962; В.Уильямс, X.Уильямс, 1976),

В приложении к живому организму внутренняя энергия биосистемы - полная энергия химических связей в данном организме. Учет изменений внутренней энергии основан на положении биологической неизменяемости организма в течение эксперимента (H.Netter, 1951) и предполагает некую по­стоянную величину энергии химических связей за исследуемый период, от­носительно которой проводятся все дальнейшие расчеты. Уровень притока энергии в биосистему зависит от эффективности внешнего дыхания и интен­сивности окислительно-восстановительных процессов как источников энер­гогенеза. Перенос протонов и электронов с восстанавливающих молекул на окислительные сопровождается выделением энергии в виде тепла и синтезом макроэргов в процессе фосфорилирования (H.Laborit, 1965; А.Паттон, 1968).

Согласно второму закону термодинамики, все процессы протекают с рассеиванием части энергии в виде тепла.

Изменение свободной энергии системы определяется той частью изме­нения общей энергии, которая используется для выполнения какой-либо ра­боты системой, стремящейся к стационарному состоянию (В.Кребтри, Д.Тейлор, 1982). Величина оттока свободной энергии может рассматриваться указателем энергетического выхода биохимических реакций, направленном непосредственно на совершение работы.

В системе, не совершаемой работу, внутренняя энергия системы преоб­разуется в тепловую энергию. Тепловая энергия - это та часть энергии, кото­рая не может быть превращена в работу и выражается произведением абсо­лютной температуры и изменения энтропии системы.

Синхронизация химических процессов теплопродукции и тепловыделе­ния обеспечивает поддержание постоянства внутренней температуры био­системы - наиболее гомеостатируемого параметра в живом организме. Теп­лоотдача регулируется интенсивностью кожного кровообращения; экстре­мальное воздействие, вызывающее гиперпродукцию и повышенную актив­ность катехоламинов, создает на уроне целостного организма эффект центра­лизации кровообращения (расширение сосудов мозга, сердца, легких, попе­речно-полосатой мускулатуры и сужение сосудов кожи и желудочно­кишечного тракта), что приводит к изменению теплообмена между ядром, оболочкой и внешней средой (Pennes Н.Н., 1970),

Общее теплообразовании в покое лишь на 20% обеспечивается вкладом скелетных мышц, при средней мышечной нагрузке их доля достигает 75% (H.C.Barzett, 1949).

Все указанные позиции нашли отражение в формировании математиче­ского аппарата для расчета величин основных показателей, обеспечивающих поддержание энергетического баланса организма в условиях напряженной мышечной деятельности с учетом развития мышечной системы (А.Ф.Конькова с соавт, 1987).

В данном исследовании уровень (средний уровень в тесте) и реактив­ность (поминутные изменения) параметров энергогомеостаза изучали по ре­зультатам двух тестов, различных по физиологической направленности. Один их них - определение мощности анаэробного порога (АнП) - выполнял­ся в условиях непредельной ступенчато возрастающей нагрузки (повышение мощности нагрузки - 50 Вт; длительность ступени - 3 мин., количество сту­пеней - 4), характеризуя ту интенсивность нагрузки, выше которой начинает­ся метаболический ацидоз (К.Wasserman, 1967). Второй тест - имитация со­ревновательной деятельности - требовал проявления максимальной работо­способности в течение 6 -7 минут, и, соответственно, близкой к предельной реализации индивидуальных возможностей в специфических условиях ака­демической гребли. В эксперименте участвовали представители академиче­ской гребли - 70 мужчин и 67 женщин в возрасте 18-24 лет, по квалификации мастера спорта и мастера спорта международного класса.

Программа обследования включала изучение тотальных размеров тела, % мышечного и жирового компонентов, показателей ПД, тестирование СФР (6-минутная работа для мужчин и 7-минутная - для женщин) и АнП с еже­минутной регистрацией ЧСС, температуры кожи в области трицепса (Ts) и мощности производимой работы (Wi). С учетом исходных данных тестиро­вания для каждой минуты работы рассчитывались значения основных харак­теристик энергогомеостаза: внутреннего теплопотока от ядра к оболочке (Qi), внешнего теплопотока от оболочки во внешнюю среду (Qe), внутренней тем­пературы (Ті), основных регуляторных характеристик системы - первой и второй производных энтропии (dSi и d2Si, соотв.), степени отклонения сис­темы от стационарного состояния (SOS), коэффициента реализации энергии (KRE) и интенсивности метаболизма (IM). При анализе учитывались сред­ний уровень характеристик показателей энергогомеостаза в тесте (базовый потенциал); сумма амплитуд изменений каждого показателя от минуты к ми­нуте, при 6 и 7 минутных тестах - сумма амплитуд изменений в начале рабо­ты (1-2 минуты), в середине работы (3-5 минуты), в конце (5-6 или 5-7 мину­ты), интервалы обусловлены закономерностями энергетического обеспече­ния; в тесте АнП - сумма амплитуд на каждой ступени 1-3, 4-6, 7-9 и 10-11 минутах (регуляторные характеристики).