Физиологические предикторы соревновательной результативности спортсменов высокой квалификации

A.S. Ushakov, , Yu.B. Korableva, , E.A. Cherepov, , S.A. Komelkov, , A.A. Bakushin, , South Ural State University, Chelyabinsk, Russia

Введение. Двигательная субсистема спортсменов обладает ресурсами, но не беспредельными, и имеет некие границы истощения резервов. Технологии экспресс-диаг-ностирования и оценочной деятельности позволяют своевременно вносить коррективы в содержание спортивной подготовки, биоуправление и регуляцию звеньев динамичной СФС согласно фазам стабильной и пиковой адаптации. Блоковая организация подготовки позволяет выявить механизмы звеньев динамичной СФС [12, 13, 15].

Цель. Изучить двигательные звенья специальной функциональной системы у спортсменов высокой квалификации.

Материалы и методы. Регистрация центральной и периферической гемодинамики осуществлялась на компьютерной системе «Кентавр» фирмы «Микролюкс», состав тела – на аппарате Tanita BC-418, постуральный контроль – на стабилометрической системе фирмы МБН, пространственные характеристики позвоночника – на Сканере МБН, динамика функционального состояния дыхательной системы и системы кровообращения – на диагностической аппаратуре SCHILLER, оценка крови, кардиопульмональной системы, газообмена, метаболического состояния – на системном анализаторе АМП.

Обследовались спортсмены циклических видов спорта и спортивных единоборств в возрасте 18–22 лет, спортивной квалификации КМС, МС, МСМК. Выборки обследуемых варьировали от 10 до 25 человек в каждом виде спорта. Суммарное количество обследуемых превышало 520 человек. Результаты рассчитывались с помощью статистического анализа данных SPSS-15.

Результаты исследования. Изучение сегментарного анализа состава тела спортсменов обоего пола выявило относительно низкое содержание жира у представителей лыжных гонок, плавания, легкоатлетического бега (средневиков, стипль-чеза), спортивного ориентирования, что, по данным ряда исследователей, является результатом конституциональных особенностей спортивного отбора длительной адаптации к физическим нагрузкам у вышеперечисленных видов спорта.

Выявлены информативные показатели, характеризующие различия в проявлении функции равновесия тела высококвалифицированных спортсменов: индекс равновесия, показатели динамического коэффициента равновесия и функциональной стабильности [7].

Ведущими параметрами указанных качеств являются: площадь и длина статокине-зиограммы, скорость общего центра давления (ОЦД) в различных плоскостях, детерминирующая контроль положения тела при выполнении ортостатической пробы, среднее положение и дисперсию гравитационной вертикали, кинестезию мышц, упруго-вязкие свойства, позволяющие выявить синдром постурального дефицита [8, 14].

Индекс устойчивости был выше у девушек в основной стойке в пробах с открытыми и закрытыми глазами, в пробе с закрытыми глазами при повороте головы влево и вправо [4].

Достоверные различия между юношами и девушками выявлены в большинстве показа- телей при среднем положении ОЦД во фронтальной плоскости. Изучаемые показатели в сагиттальной плоскости были у юношей достоверно выше, чем значения у девушек.

У представителей лыжных гонок, спортивного ориентирования, бега на средние дистанции отмечается высокий уровень СКУ. Полученные нами данные имеют подтверждение в результатах единичных исследований СКУ спортсменов, отраженных в работах А.А. Петровой [6], А.И. Табакова [9].

Представляем новые данные, полученные нами в ходе комплексного анализа 3D-пространства позвоночного столба у спортсменов. Установлена особенность, в наличии сколиотической осанки в грудном отделе позвоночника, достоверно выраженная у девушек [5, 11].

Сравнительный анализ положения угла наклона предплечий и таза в обеих плоскостях выявил относительно выраженный сдвиг у девушек-бегуний (р ≤ 0,01), что свидетельствует о неравномерном распределении тонуса мышц ротаторов туловища. Вероятно, указанные отклонения являются специфической особенностью беговых видов спорта и формируются в результате многократного повторения упражнения «вход в вираж», когда нагрузка на позные мышцы туловища слева многократно превышает ее значения справа.

У бегунов выявлены в трех плоскостях достоверные половые различия в длине дуги хорды C1-C7-Th12, Th12-L8, фронтальном прогибе C7-Th12, угле наклона шейного отдела и наклона таза. В сагиттальной плоскости различия выявлялись в показателях длины хорды дуги (C-YZ, Th-YZ, L-YZ), прогибах C7-Th12, Th12-L5, угле наклона поясничного отдела, угле смещения (L-Th).

Анализ пространственного положения грудного и поясничного отделов позвоночника указывает на изменения в физиологических изгибах. В частности, в обеих половых группах установлено наличие сглаженного лордоза в поясничном отделе, тогда как сглаженный кифоз в грудном отделе выявлен только у юношей [11].

Достоверные различия между показателями анализа 3D-пространства туловища у юношей и девушек выявлены практически по всем параметрам, что указывает на половые особенности реагирования ОДА на идентичную мышечную нагрузку [2].

Выявлены ранее не имеющие место дос- товерные половые различия при пробе «основная стойка» стабилометрических показателей: индекс равновесия, динамический компонент равновесия, коэффициент Ромберга, площадь статокинезиограммы в зависимости от вида спорта, весовых категорий, половых особенностей.

Проведена дифференцированная оценка показателей четырех групп устойчивости у представителей лыжных гонок, конькобежного спорта, спортивного ориентирования, плавания, спортивной борьбы, бега на средние дистанции и стипль-чеза: максимальный – 13 %, среднегрупповой – 57 %, ниже средней – 20 %, низкий – 10 % (р ≤ 0,01–0,05). У спортсменов-бегунов на средние дистанции количество оценок СКУ ниже среднего и низкой оценок, превышающих модельные значения вышеперечисленных видов спорта (р ≥ 0,05). В этой связи можно предположить, что отбор по перспективности позволяет интерпретировать данные СКУ и спортивной результативности. У представителей первых четырех видов спорта рейтинг интегральных показателей адапто-способности и соревновательной результативности был выше в пяти видах спорта, включая стипль-чез. Большее отставание выявлялось у представителей бега на средние дистанции.

Математический анализ с помощью распределения Дирихле позволил выделить 4 группы успешности по результатам физической работоспособности, адаптивности с учетом дифференцированной групповой соревновательной успешности [1] и модели прогнозирования ритма сердца и критериев постурологического контроля – Random Forest [3]. Точность прогноза в плавании – 83 %, беге – 75 %, конькобежном спорте – 85 %, лыжных гонках – 57 %. С помощью метода множественной линейной регрессии разработана модель достижения результативности у бегунов на дистанции 800 м. В качестве переменных предложены характеристики с наиболее «сильными» показателями линейной связи.

Полученные результаты кардиопульмональной системы характеризуют проявление устойчивой фазы адаптации к соревновательному периоду – летнему и зимнему сезону. Установленная вариабельность показателей метаболического состояния связана с фазно-стью долговременной адаптации спортсменов обоего пола.

Представлены результаты спектрального анализа показателей кровообращения у спорт- сменов, занимающихся в условиях среднегорья, равнины и реакклиматизации [10].

Проведена оценка регуляции показателей центральной гемодинамики, полученная в результате реализации функциональных проб: активного ортостаза, приседаний, произвольной задержки дыхания на вдохе.

Установлено, что в регуляции показателей центральной гемодинамики у девушек в положении лежа ведущими являются спектры, моделирующие гуморально-гормональную регуляцию функций (Р2), симпатических (S), парасимпатических (PS) и барорегуляторных функций (Р3). Исходя из этого, можно сделать предварительное заключение о PS-реакции регуляторных механизмов организма девушек. Подобная реакция указывает на экономизацию и снижение напряжения в кардио-респираторной системе у девушек по сравнению с юношами. Можно полагать, что звенья регуляции динамичной СФС подвержены изменениям в разных средовых воздействиях. Например, спектральный анализ кровообращения в пробе с задержкой дыхания в условиях равнины выявил следующее ранжирование факторов регуляции центральной гемодинамики: S-PS и барорегуляторные (Р3), гуморально-гормональные (Р2), корково-подкорковые (Р1) и автономные механизмы.

Представленные данные позволяют заключить, что организм спортсменов находился в формирующей фазе адаптации. Получены показатели, отражающие процентное соотношение диапазонов вариабельности в общем спектре групп сравнения и обследования. Установлено, что Р1 – спектр, модулирующий корково-подкорковую регуляцию функций (УНЧ), Р2 – спектр, модулирующий гуморально-гормональную регуляцию функций (ОНЧ), Р3 – спектр, модулирующий S-PS и барорегуляцию функций (НЧ), Р4 – спектр, модулирующий периферическую и PS-регуляцию функций (ВЧ).

Отражена вариабельность частот колебаний среднего динамического АД в группах сравнения и обследования. Можно заключить, что в группе сравнения также доминирует очень низкочастотный компонент на фоне воздействия LF-компонента, модулирующего S-PS и барорегуляцию среднего динамического АД.

Изменения функционального и метаболического состояния бегунов-легкоатлетов, лыжников-гонщиков, ориентировщиков, конькобежцев, пловцов в условиях срочной и долговременной адаптации являются результатом процесса развития ЛРМВ на фоне воздействия факторов среднегорья. Подобные изменения являются системными и не зависят от пола спортсменов [11].

Для оценки адаптационных возможностей спортсменов применялась ступенчатая эргоспирометрическая проба, выполнение которой вызывало у лыжников-гонщиков, пловцов и ориентировщиков, стипль-чез, бегунов при помощи 180 Вт увеличение ЧСС до 150– 180 уд./мин и обеспечивало достижение аэробного порога. Устойчивое состояние сохранялось при помощи 120–180 Вт, при повышении мощности нагрузки до 260 Вт и более регистрировали анаэробный порог переходного состояния и утомления. Вариабельность газообменного коэффициента по ступеням тредмила составляла 0,82–1,32 у. е.

Ранжирование различных уровней мощности эргоспирометрических нагрузок с учетом индивидуальных особенностей метаболического состояния служит основой выявления периодов врабатывания, промежуточных и критических зон, утомления и восстановления. Показатели кардиопульмонального ответа и метаболического состояния являются маркерами состояния, позволяющим оптимизировать технологии подготовки и своевременно корректировать состояние спортсменов с учетом экономизации функций.

Тестостерон определяли в моче спортсменов группы обследования, адаптированных к гипоксии верхнего среднегорья. Результаты исследования однозначно показывают превышение фоновых показателей в 2 раза (р ≤ 0,001). Тестостерон обладает сильным анаболическим действием – стимулирует синтез белков, способствуя развитию гипертрофии мышечной ткани, ускоряет мобилизацию жира из жировых депо. Необходимо отметить снижение аминокислоты тирозина, йодированными производными которой являются тироксин и трийодтеранин, а также тенденцию к снижению тирозиновой кислоты – регуляторной аминокислоты, входящей в состав гормонов щитовидной железы.

Отражено содержание тирозина, которое на 20,20 % (р ≤ 0,01) ниже фоновых величин в первой фазе и на 26,48 % (р ≤ 0,01) – во второй развивающей фазе срочных реакций. При адаптации к гипоксии развивается активация адренергической и гипофизарно-адре- наловой систем, результатом которой является увеличение в 2 раза гормона тестостерона и снижение на 19,40 % (р ≤ 0,01) тиреоидного гормона щитовидной железы – производной тирозина (тироксина).

В процессе действия стресс-реакции в начальной стадии срочных реакций адаптации к гипоксии у лыжников-гонщиков, бегунов, конькобежцев, ориентировщиков, тренирующихся в верхнем среднегорье, развивается ферментемия, о чем свидетельствует повышение уровня активности фермента AST на 44,47 % (р ≤ 0,01) и ALT на 189,44 % (р ≤ 0,001). Результатом анаболической стадии (II стадия) срочных реакций адаптации является полицитемия (на 26,99 %), увеличение гемоглобина на 27,00 %, гематокрита – на 12,00 %, кислородной емкости крови: поверхности газообмена – на 4–5 %, скорости оксигенации – на 13,40 %, снижения индекса сосудистой проницаемости – на 12,70 %. Метаболические особенности фаз адаптации СФС проявляются в балансе анаболических и катаболических процессов в условиях среднегорья.

Так, на дистанции 1500 м у мужчин и женщин – представителей бега в целом – установлена высокая вариабельность результатов. На данной дистанции мужчины в среднем относительно успешны в весенний, летний и осенний блоки подготовки, снижение результативности отмечается в базовом блоке – зимний сезон. У женщин, напротив, результативным периодом является зимний период подготовки. Большая часть бегуний демонстрировала относительно низкий результат весной [11].

Математически доказана эффективность технологий подготовки в беге на 800 м и 1500 м, что гарантирует прирост результатов. Однако данное положение не подтверждается для стипль-чез, где необходимо совершенствовать технические способности преодоления препятствий и учитывать роль «сбивающих» факторов. Ежегодная совокупная ступенчатая акклиматизация эффективна по срокам пребывания в среднегорье от 90 до 120 дней и реакклиматизации – 20–35 дней [10].

Биопотенциал поверхностной ЭНМГ регистрировался в состоянии расслабления – напряжения с левой и правой стороны тела спортсменов. У обследуемых наблюдалась большая разница амплитуд ЭНМГ в условиях максимального напряжения и расслабления с колебаниями по видам спорта. Суммарная амплитуда характеризовала количество рекрутированных двигательных единиц по видам спорта с наибольшим показателем у борцов и хоккеистов.

Выявлено доминантное значение ключевых мышц по видам спорта, весовым категориям, специализациям, обеспечивающие энергетические возможности скелетных и дыхательных мышц.

Когерентный анализ межполушарного взаимодействия в альфа-диапазоне в лобноцентральных зонах в группах обследования и сравнения выявил референтные границы показателей, сохранность интеграционных возможностей коры головного мозга у спортсменов высокой квалификации. У лиц с повышенной двигательной деятельностью наблюдалось повышение альфа-ритма в моторных областях коры головного мозга в зависимости от фазы адаптации с вариабельностью показателей соответственно 16 и 35 %. Амплитудные характеристики альфа-ритма в моторных и премоторных областях достигали верхних референтных границ у 78 % обследуемых. Можно полагать, что интегративная деятельность СФС в блоках подготовки приобретает динамичность в разных звеньях ее проявления.

Нам удалось установить предельные границы ЧСС, расходный диапазон сохранности референтного функционирования. Выявлены резерв дыхания, пиковое потребление О 2 , вентиляция, SpO 2 (сатурация), вентиляционные эквиваленты по СО 2 , О 2 , вариативность газообменного коэффициента спортсменов высшей квалификации. Полученные портретные характеристики значительно различаются от показателей спортсменов высокой квалификации и среднестатистического человека, занимающегося двигательной деятельностью. Существенно различались пороги энергообеспечения [10].

Заключение. По завершении исследования можно сделать следующие выводы:

• 1.    Полученные формализованные характеристики позвоночника, смещение общего центра давления позволили вносить коррективы в оценку скелетных мышц, в критерии СКУ: положения голени, колена, бедра, туловища, основной стойки лыжника-гонщика, позного бега, спортивного ориентирования, бега на коньках и особенностей стратегии адаптации СФС.

• 2.    Дифференцированная система концентрированного развития ЛРМВ интервальным

• 3.    В условиях гипоксии верхнего среднегорья развивается ферментемия, идет увеличение гемоглобина, гематокрита, скорости

• 4.    Установлены энергетические, пороговые уровни, направленность регуляции звеньев СФС: равновесие, СКУ, пороговые различия постурального контроля.

• 5.    Постурологические характеристики стоек в циклических видах спорта обусловлены показателями силоприложения в позах с закрытыми глазами и поворотами головы влево, особенностями прогнозирования изменений ритма и проводимости сердца. Точность прогноза зависит от факторов, лимитирующих работоспособность.

методом тестирующих тренировок в референтных границах пороговых отношений аэробно-анаэробных нагрузок позволяет контролировать двигательные действия посредством оценки реактивности, адаптоспособно-сти звеньев СФС, СКУ, ЭНМГ, ЭЭГ, кислородтранспортной системы, ферментативной и гормональной активности, энергообеспечения и сердечной деятельности. Скелетные мышцы в состоянии расслабления и напряжения зависели от влияния сбивающих факторов.

оксигенации, содержания тестостерона и снижение тироксина.