Научная работа
5-я Международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ХИМИКОБИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК В ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ», посвященной 155-летию со дня рождения профессора Е.С. Лондона 5-6 декабря 2024 Санкт-Петербург
ПРОГРАММА - см ниже, в документах
Научно-педагогическая школа кафедры биохимии
Область знания по рубрикатору ГРНТИ: 7705 (Медико-биологические основы физической культуры и спорта), 3127 (Биологическая химия )
По специальностям научных работников: 03.01.04 - Биохимия, 13.00.04 - Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры
Год основания школы: 1959
Основоположник школы: Яковлев Николай Николаевич
Текущий руководитель (лидер) школы: Дороофейков Владимир Владимирович
Ученая степень руководителя: доктор медицинских наук
Ученое звание руководителя: Профессор
В течение последних двадцати лет основным направлением исследовательской деятельности кафедры остается изучение интенсивности свободно-радикального окисления (СРО) в организме атлета, влияние его на двигательные возможности, работоспособность и, следовательно, на спортивные результаты. Также исследовали возможность использования экзогенных антиоксидантов для нормализации перекисных процессов.
В результате работ, проводимых под руководством з.д.н. РФ профессора С.С.Михайлова, создана комплексная программа оценки эффективности применения антиоксидантов в спортивной практике, включающая 5 основных этапов.
1. На основании ряда отчетливых критериев осуществляется предварительный выбор антиоксидантного препарата.
2. Производится оценка антиокислительной активности препарата in vitro.
3. Выбирается физическая нагрузка, достоверно повышающая уровень окислительных процессов (СРО).
4. Оценивается эффективность исследуемого препарата in vivo.
5. Если препарат достаточно эффективен, проводится курс приема препарата. Сопоставление результатов биохимических и специальных для данной дисциплины спортивно-педагогических тестов до и после нагрузки служит основанием для рекомендаций к практическому применению.
Были разработаны методические подходы к использованию слюны и мочи в качестве неинвазивного объекта биохимического анализа в спорте.
По результатам исследований опубликованы десятки научных статей, получены два авторских свидетельства, защищены одна докторская и три кандидатские диссертации. Полученные результаты внедрены в процесс подготовки сборных команд Санкт-Петербурга.
В настоящее время на кафедре биохимии развернуто новое перспективное направление - начата разработка комплексной оценки работоспособности и повреждения жизненно важных органов у спортсменов высокого класса с помощью инновационных автоматизированных методов. В 2017 г. обнаружена важная роль метаболитов холекальциферола крови в развитии депрессии и совершения суицидных попыток молодыми людьми (приоритет РосПатента по заявке на Изобретение №2017119636/17 «Клинико-лабораторный способ оценки степени тяжести депрессии у молодых лиц» авторы С.Е. Бакулев, В.В. Дорофейков и др.)очетные звания и награды руководителя: заслуженный деятель науки РФ
Почтовый адрес (рабочий): 190121 г. Санкт-Петербург, ул. Декабристов, 35, кафедра биохимии
Главным направлением научно-исследовательской деятельности кафедры является изучение и коррекция интенсивности перекисных процессов в организме спортсмена. В этой области кафедра успешно сотрудничает со спортивно-педагогическими подразделениями университета и «внешними» исследовательскими центрами.
Одной из основных задач на ближайшие годы является внедрение генетических методов для отбора контингента атлетов, которым будут предложены антиоксидантные средства.
На протяжении последних двадцати лет кафедра исследует интенсивность перекисных процессов в организме спортсмена и возможность коррекции этих процессов экзогенными антиоксидантами.
На кафедре разработана комплексная система контроля уровня перекисных процессов, основанная на анализе крови, мочи, а также конденсата выдыхаемого газа. Разработанная биохимическая система включает запатентованный кафедрой метод определения перекисной резистентности эритроцитов. Получен патент на метод определения антиокислительной активности экзогенных антиоксидантов. Указанные методы позволяют проводить in vitro предварительную оценку эффективности предлагаемых спорту препаратов.
На протяжении последнего десятилетия в своей научной работе кафедра успешно сотрудничает с другими исследовательскими учреждениями, среди которых Нефрологический центр при СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова, СПбГНИИФК, Санкт-Петербургская химико-фармацевтическая академия.
Кафедра сотрудничает также с разработчиками и производителями фармакологических препаратов. В частности, с петербургской фирмой «Биодом», с СПбГХ-ФА, со словенской фирмой КРКА.
НИР кафедры носит отчетливо выраженный прикладной характер и, как правило, заканчивается разработкой рекомендаций по практическому применению антиоксидантных препаратов и их внедрению в спортивную практику. Так, результаты кафедральных исследований используются при подготовке высококвалифицированных фехтовальщиков, боксеров, гребцов и легкоатлетов. Для практического применения предложен широкий спектр антиоксидантных средств, корректирующих интенсивность перекисных процессов и благотворно влияющих на двигательные качества атлета.
В 2006 году кафедра начала работу по новой пятилетней теме «Биохимическое обоснование применения антиоксидантных препаратов в процессе подготовки спортсменов высокой квалификации».
Работа выполняется силами кафедры биохимии с участием сотрудников кафедры фехтования.
Тема НИР 2016-2020 "Разработка комплексной системы оценки общей и специальной работоспособности гандболиста высокого класса", руководитель профессор Э.А. Фактор. В работе участвует ст. преподаватель И.Ю.Анненко, доцент И.М. Зубина
Исследуется влияние антиоксиданта "Гипоксена", имеющего статус БАД, на общую и специальную работоспособность гандболиста. Для оценки работоспособности спортсмена используются биохимические, физиологические и спортивно-педагогические количественные тесты. Выявлено благотворное влияние препарата. Первые полученные результаты внедрены в тренировочный процесс, опубликованы 2 статьи.
Тема НИР на 2018 г. «Разработка метода объективной оценки работоспособности и коррекции тренировочной нагрузки в биатлоне с использованием биомаркеров миокарда и скелетной мускулатуры». Руководитель - В.В. дорофейков
Актуальность: На сегодняшний день соревновательная программа биатлона весьма разнообразна. Это преодоление соревновательных дистанций от 7,5 до 40 км, командные гонки, смешанные эстафеты и т.д. Количество стартов у квалифицированных биатлонистов достигает 40 - 50 в год. Это требует высокой функциональной подготовки от спортсменов. Спортивные результаты достигли такого уровня, что необходимы новые подходы к построению тренировочного процесса и объективной системе оценки функционального состояния спортсменов высокой квалификации. Контроль функционального состояния спортсмена является важным фактором планирования тренировочного процесса и оценки результатов соревнований. Жесткие по объему и интенсивности физические нагрузки в циклических видах спорта при неправильном планировании тренировочного процесса могут привести не только к перетренированности, спаду спортивных результатов, но и способствовать возникновению патологических изменений в организме спортсмена.
Лабораторный контроль пока занимает недостаточно важное место в работе врачей спортивной медицины и тренеров. В последнее десятилетие биохимические анализы быстро усложняются, меняется их спектр, модернизируются лабораторные методы исследований. За последние годы произошли такие важные события как появление инновационных методов изучения биомаркеров повреждения и перерегрузки сердца при физических нагрузках. Данные анализы, к сожалению, пока практически не известны тренерам и специалистам спортивной медицины, особенно в России. Многие белки (протеины) попадают в кровь из органов, в которых они вырабатываются и выполняют свои функции. Наибольшее значение для диагностики повреждения мышечной ткани и миокарда придаётся изменениям уровня креатинкиназы (СК), ее сердечной изофракции СК(МВ) и ММ-фракции. Изофермент СК(МВ) позволяет оценить объём поражения сердечной мышцы и характер восстановительных процессов у спортсменов, т.к. активность энзима возвращается к исходным значениям обычно через 24 часа после нагрузки. В условиях современной биохимической лаборатории в последние годы появилась возможность определять не активность, а массу СК(МВ) с более высокой чувствительностью и специфичностью.
Тропониновый комплекс был обнаружен на тонких филаментах всех типов поперечно-полосатой мускулатуры, где он регулирует кальций-опосредованное мышечное сокращение. Тропонин I являются абсолютно специфичными маркерами повреждения миокарда. Технологии определения маркеров повреждения миокарда совершенствуются ведущими производителями лабораторного оборудования. Внедрение в лабораторную практику высокочувствительных автоматизированных методик определения кардиоспецифичных тропонинов в последние 2 - 3 года позволило отказаться от качественных тестов на тропонин и определить уровень тропонина у каждого индивидуума в динамике при развитии болезней сердца. Третье поколение высокочувствительных тестов, например, «ARCHITECT High Sensitive Troponin I» обнаруживает тропонин у более чем 95% здоровых лиц, а коэффициент вариации анализа при уровне белка, соответствующему 99 процентилю, не превышает 6 %. Достоинством технологии является быстрота выполнения анализа (до 30 минут), высокая степень точности и воспроизводимости, возможность изучения биомаркеров в динамике.
Вопрос о безопасном уровне повышения тропонина и натрийуретического пептида В-типа, как показателя перегрузки сердца, остается открытым. Однако, десятикратное повышение тропонина всегда связано с таким повреждением сердца, характерным для острого инфаркта миокарда, при операциях на сердце повышение выше 5-кратного уровня по отношению к верхней границе нормы считают диагностически значимым и требующим врачебного вмешательства. Только экспериментальные исследования смогут подсказать тренерам и врачам, какой уровень биомаркера является безопасным для спортсмена и в какие сроки после физической нагрузки необходимо забирать кровь у испытуемых. В многоцентровых кардиологических исследованиях продемонстрировано, что возрастание уровня тропонинов не наблюдается обычно в первые 2 часа после приступа ишемии, а отмечается в тот же период, что и увеличение уровня креатинкиназы. Однако, наши данные говорят о том, что уже через 60 минут после окончания физической нагрузки у биатлонистов наблюдается значимый достоверный рост концентрации высокочувствительного тропонина в крови. Изучение динамики показателей позволит оценивать степень перегрузки сердца спортсмена и полноту восстановления в период отдыха на всех этапах тренировочного цикла.
Наиболее перспективным является применение указанных биохимических тестов у высококвалифицированных спортсменов, для которых характерны физические нагрузки большой интенсивности, выполняемые в течение 30 минут и более, а также нагрузки максимальной мощности, связанные с напряжением больших групп мышц.
Лабораторные анализы по определению высокочувствительного тропонина, натрийуретического пептида В-типа, изоформ креатинкиназы (мышечная, сердечная) имеют необходимые разрешения Роспотребнадзора для использования в диагностических целях на территории РФ.
В НГУ им. П.Ф Лесгафта, Санкт-Петербург работают ученые, специалисты в области биохимии и лабораторной диагностики – лидеры в области изучения кардиомаркеров, которые первыми внедрили круглосуточное определение кардиомаркеров для диагностики инфаркта миокарда в 2003 году в России. Первые результаты, имеющие приоритетное значение для мировой спортивной науки в этой области были доложены на XXII Европейском Конгрессе Федерации лабораторной медицины) в г. Афины, 13 июня 2017 г. (Dorofeykov V.V., Kashkarov Y.F., Makarov R.F., Nevzorova T.G. «Biomarkers of heart damage after exercise in athletes», опубликованы в журнале списка Скопус и WEB of Science «Clinical Chemistry and Laboratory Medicine» 2017 -V.55.).
Таким образом, актуальность исследования заключается в том, что впервые в России для корректировки тренировочной нагрузки высококвалифицированных биатлонистов мы предлагаем комплексный анализ биомаркеров сердечной мышцы и скелетной мускулатуры.
Цель НИР: Разработать метод объективной оценки работоспособности и подготовленности спортсменов, а также коррекции тренировочной нагрузки в биатлоне с использованием определения в крови биомаркеров миокарда и скелетной мускулатуры.
Задачи НИР:
- Определить сроки и степень повышения уровня биомаркеров повреждения миокарда после выполнения физической работы (бег на лыжах, лыжероллерах или имитация бега с палками, дистанция 10 км) у спортсменов-биатлонистов высокой квалификации мужского пола.
- Определить сроки нормализации уровня высокочувствительного тропонина и изоформ креатинкиназы после физических нагрузок различной интенсивности у биатлонистов с целью определения оптимальных физических нагрузок в подготовительном периоде тренировочного цикла.
- Выявить частоту выявления повышенных уровней креатинкиназы и ее изоформ у биатлонистов в течение 4 циклов годового цикла подготовки спортсменов высокой квалификации.
- Выявить факторы, определяющие выход подготовленности спортсмена на наивысший уровень физических кондиций в процессе первого и второго этапа тренировочного годового цикла.
- При исследовании высокочувствительных тропонинов по результатам выполненных предварительных экспериментов в НГУ им. П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург наиболее целесообразным представляется исследование крови в динамике: до нагрузки, через 2 часа и на следующее утро после физической нагрузки для оценки восстановительных способностей спортсмена. Количество спортсменов мужского пола в основной и контрольной группе – 10 человек в возрасте от 19 до 25 лет. Уровень мастерства – не ниже кандидата в мастера спорта.
Планируемый результат: заявка на изобретение (Патент РФ) и методические рекомендации для тренеров по биатлону по объективной оценке работоспособности и подготовленности спортсменов в ходе годового тренировочного цикла, а также коррекции тренировочной нагрузки в биатлоне с использованием определения в крови биомаркеров миокарда и скелетной мускулатуры
Область применения (или внедрения) планируемых результатов: Данные, полученные в рамках научно-исследовательской работы, будут использованы в процессе тренировочного цикла биатлонистов высокого уровня, в том числе при подготовке мужских команд России, Санкт-Петербурга, а также в перспективе – при подготовке спортсменов женского пола, юниоров; при подготовке спортсменов зимних видов спорта и легкоатлетов.
Потенциальный потребитель результатов НИР: Союз биатлонистов России, тренеры по биатлону и лыжным гонкам сборных команд России, вузы физической культуры, осуществляющие подготовку кадров по зимним видам спорта.