Интегральная оценка резервов организма лыжников-гонщиков, концентрированно развивающих локально-региональную мышечную выносливость, статокинетическую и устойчивость к гипоксии

Введение. Прогресс спорта высоких достижений обуславливает применение прорывных технологий в системе подготовки спортивного резерва, создающих условия для проявления эффективной адаптации и успешной спортивной результативности. Согласно существующим тенденциям и ведущим направлениям относятся факторы развития локаль- но-региональной мышечной выносливости (ЛРМВ), статокинетической и гипоксической устойчивости, обеспечивающие высокую спортивную работоспособность, оптимальное соотношение аэробных и анаэробных процессов. На современном этапе развития лыжных гонок исчерпаны возможности околопредель-ных объемных и высоко интенсивных трени- ровочных нагрузок. Предполагаются варианты поиска новых технологий в условиях научного обоснования основных эргогенических средств подготовки.

Организация и методы. Обследовались юные (15–16 лет) лыжники-гонщики высокой спортивной квалификации (I, II разряд и КМС), спортивный стаж – 5–7 лет. Группы обследования (экспериментальная) и сравнения (контрольная) состояли соответственно из 12 спортсменов каждая. В начале исследования группы были достоверно идентичными по возрасту, квалификации и физической подготовленности. Различие между экспериментальной и контрольной группами заключалось в ЛРМВ и устойчивой адаптации к гипоксическим воздействиям в базовом периоде подготовки. Контрольная группа работала по общепринятым методикам.

Базой исследования были научно-исследовательские Центры спортивной науки Тюменского государственного университета и Южно-Уральского государственного университета (НИУ).

Использовалась следующая аппаратура: тредмилл-система модели Т 2100 GE, диагностический комплекс CardioSoft (США), гипоксикатор НIРОХIСО Everest Summit II (США), датчик пульсоксиметра фирмы «Ангио Скан – 01 П» (Россия). Статистический анализ экспериментальных данных проводился с помощью пакета обработки информации SPSS [3].

Контролировались следующие показатели полиметрического и метаболического состояния испытуемых: NUR – гипоксический индекс (у. е.); AeP – аэробный порог (уд./мин); PANO – порог анаэробного обмена (уд./мин); ТAeP – время достижения аэробного порога (мин); ТPANO – время достижения порога анаэробного обмена (мин); Lactat – концентрация лактата в крови при «отказе» от работы (ммоль/л); ChSSm – максимальная частота сердечных сокращений при «отказе» от работы (уд./мин); ChSSv – время восстановления (мин); Tr – время работы в тесте до «отказа» (мин).

Значения перечисленных выше показателей были получены в результате контрольного тестирования перед основными соревнованиями текущего зимнего сезона (февраль) (в предсоревновательный период подготовки), восстановление и коррекция спортсменов проводились по методике А.В. Шевцова [4]. Спортивная результативность оценивалась по 44

результатам пробных стартов в предсоревно-вательный период ранжированием всех участвовавших в обследовании спортсменов от 1 до 24. В качестве переменной, описывающей спортивную результативность, был взят интегральный рейтинговый показатель (IRP), полученный равномерным ранжированием целочисленного рейтинга и приведением его значений в диапазон от 0 до 1 (рис. 1: по оси абсцисс – номер спортсмена в списке, по оси ординат – приведенный рейтинг).

Основным вопросом, подлежащим исследованию в данной работе, был вопрос о степени влияния перечисленных выше показателей полиметрического и метаболического состояния на спортивную успешность.

Рис. 1. Cлева – распределение приведенного рейтинга для экспериментальной группы спортсменов, справа – для контрольной

Fig. 1. Left – distribution of ranking for the experimental group, right – for the control group

Концентрированное развитие ЛРМВ составляло 40 % в июне–августе и 30 % – в сентябре–октябре. Остальное время наполнялось кроссами, лыжероллерной подготовкой, имитацией лыжных ходов с подъемом 6–10 градусов, плаванием. Контрольная группа, как и экспериментальная, практиковала традиционные нагрузки: ОФП силовой направленности, спортивные игры, плавание, кроссовый бег, шаговая и прыжковая имитация ходов в подъемы. В экспериментальной группе в первой части блока базовой подготовки 3 раза в неделю применялась через день тестирующая тренировка, во 2-м блоке – 2 тренировки в неделю (2-й и 5-й день). При этом в экспериментальной группе в базовом блоке концентрированно в 40 % от общего объема нагрузок развивалась ЛРМВ, которая включала гравитационные, баллистические ДД, совокупные упражнения следующего порядка: прыжки, многоскоки, подскоки, прыжковая имитация, имитация лыжных ходов с приспособлением, метания, игры, эстафеты, кратковременные силовые ДД, упражнения на подвижность позвоночника, суставов.

Весь совокупный комплекс двигательных действий (ДД) проводился кратковременно в течение 25 с с паузами до 60 с и повторами. Специализированные ДД составляли половину объема нагрузок. Система подготовки спортивного резерва включала аэробные ДД. Более подробно и концептуально заявленные направления исследования представлены в наших монографиях [4, 10].

Результаты. Эффективность технологий в первой части базового цикла подготовки и специально-подготовительного этапа составляла 40 %, а в соревновательном – 30 % ДД этой направленности с учетом индивидуальных и персонифицированных особенностей. Применялись методы интервальной тренировки с ЧСС в аэробном режиме энергообеспечения и паузами после повторов с ЧСС 120–130 уд./мин. Аэробные ДД, стретчинг, релаксационные упражнения, формирование устойчивости к гипоксии позволяли сохранить энергообеспечивающие системы организма в рабочем состоянии в предсоревновательном блоке подготовки. Обе группы соответственно в базовом и предсоревновательном блоках подготовки практиковали плавание брассом (2 раза в неделю) и кролем (1 в неделю).

Индекс массы тела спортсменов по нашим данным равнялся 22,00 ± 0,26 кг/м2, жировой компонент у лыжников-гонщиков у 5 КМС 15–16 лет составил 10,12 ± 1,27 %. При этом у членов юношеской сборной РФ он равнялся

9,00 ± 0,58 %. Жировой компонент обусловлен содержанием общей воды и на завершающих этапах подготовки к соревнованиям становится маловариативной суммарной величиной, уменьшение жировой ткани в связи с интенсивными ДД приводит к увеличению активной мышечной массы.

На тредмилл-системе спортсмены выполняли предельную мышечную работу (бег) ступенчато-возрастающего характера «до отказа». Начальная скорость передвижения в течение первых 2 мин (разминка) составляла 5 км/ч при горизонтальном положении дорожки. Увеличение нагрузки осуществлялось через каждые 2 мин за счет повышения скорости на 1 км/ч и увеличения угла подъема беговой дорожки на 1,0 %. Критерием прекращения работы являлся отказ испытуемых от ее дальнейшего выполнения. Независимо от того, на какой ступени спортсмен заканчивал выполнение тестирующей нагрузки, в течение дальнейших 5 мин (фаза восстановления) он продолжал бег со скоростью 4 км/ч и углом наклона дорожки 0 %.

В процессе выполнения испытуемыми заданной нагрузки при помощи диагностического комплекса CardioSoft (США) в автоматическом режиме рассчитывался и регистрировался объем выполненной работы в метаболических единицах (метаболический эквивалент – METS), который косвенно отражает активность метаболических процессов в организме путём расчета уровня метаболизма (потребление О 2 ) при заданной нагрузке.

Значение METS для каждой ступени на-

Таблица 1

Table 1

Протокол тестирования

Testing protocol

Фаза, ступень нагрузки Phase, load stage Время, мин Time, min Скорость, км/ч Speed, km/h Угол подъема, градус Elevation angle, degree Разминка / Warm-up 02:00 5,0 0,0 Нагрузка / Load Ступень 1 / Stage 1 02:00 9,0 2,0 Ступень 2 / Stage 2 02:00 10,0 3,0 Ступень 3 / Stage 3 02:00 11,0 4,0 Ступень 4 / Stage 4 02:00 12,0 5,0 Ступень 5 / Stage 5 02:00 13,0 6,0 Ступень 6 / Stage 6 02:00 14,0 7,0 Ступень 7 / Stage 7 02:00 15,0 8,0 Ступень 8 / Stage 8 02:00 16,0 9,0 Ступень 9 / Stage 9 02:00 17,0 10,0 Ступень 10 / Stage 10 02:00 18,0 11,0 Восстановление / Recovery 05:00 4,0 0,0 грузочного теста помогает определять переносимость физической нагрузки с учётом таких факторов, как масса тела, степень тренированности и возраст. В целом оценка уровня общей физической работоспособности в лабораторных условиях осуществлялась на основе анализа следующих показателей: количество пройденных ступеней, скорость бега, достигнутая при «отказе» от работы (км/ч), общее время пройденных ступеней (табл. 1).

Гипоксический тест (I-Нур) проводили с масочной системой на аппарате гипоксика-тора модели Н1РОХ1СО Everest Summit II (США), предназначенном для получения гипоксических газовых смесей из окружающего

5 мин отмечалось увеличение скорости бега и углов подъема от 2 до 11°. Возникают формализованные характеристики врабатывания (до 30 с), вариативного состояния по ступеням, утомления, восстановления. Интенсивность воспринимаемой нагрузки коррелирует с показателями интенсивности метаболизма и прежде всего с потреблением О 2 [9], лактата в крови, ростом вентиляции [7].

Результаты корреляционного анализа продемонстрировали высокую степень корре-лированности (т. е. линейной связи) как выбранных для анализа показателей друг с другом, так и этих показателей с результирующей переменной (табл. 2).

Таблица 2

Table 2

Ранговые корреляции (Спирмен) между показателями и результирующей переменной

Rank correlations (Spearman) between indicators and the resulting variable

NUR II АеР II ТАеР II PANO II TPANO II Tr II Laktat II ChSSm II ChSSv II ,835 ,838 ,844 ,751 ,898 ,930 ,810 ,434 –,584 воздуха методом мембранного разъединения находящихся в воздухе молекул кислорода и азота, снабженном электронной системой программирования и проведения сеансов дыхания.

На протяжении всего теста определяли величину SpО 2 . Спортсмен в расслабленном состоянии удобно располагался в кресле, на палец руки надевался датчик пульсоксиметра фирмы «Ангио Скан – 01 П» (Россия). На табло гипоксикатора выставлялась высота, соответствующая концентрации кислорода 10 % (6400 м над уровнем моря). Спортсмен дышал указанной гипоксической смесью через маску, плотно прилегающую к лицу. Регистрировалось в секундах время снижения SpО 2 от исходного уровня (96–98 %) при вдыхании газовой смеси 10 % О 2 до 80 % SpО 2 . Отсчет времени производился по секундомеру. Этот показатель свидетельствует о степени устойчивости организма к гипоксии и обозначается как Тс (время снижения).

При снижении SpО 2 до 80 % испытуемый снимал маску и дышал атмосферным воздухом. С помощью секундомера определялось время восстановления SpО 2 до 95 %. Этот показатель обозначается как Тв (время восстановления / с). По полученным данным вычисляется индекс гипоксии – I-Нур = Тс / Тв.

В процессе тестирования беговых двигательных действий на тредмиле по 10 ступеням нагрузки со временем 2 мин и восстановления

Данные табл. 2 позволяют ранжировать маркеры, обуславливающие спортивную успешность: время работы до отказа, характеризующее специальную выносливость, время достижения порога анаэробного и аэробного обменов по критерию ЧСС, гипоксический индекс, концентрацию лактата в крови при работе до «отказа».

Усматриваются факторы, доминантно развивающие ЛРМВ и воздействующие на анаэробные и аэробные процессы: устойчивость к гипоксии, концентрация лактата, время восстановления в течение 5 мин, ЧСС при «отказе» от дальнейшего восполнения нагрузки.

Наши данные созвучны с исследованиями E. Andersson [6] метаболических процессов, времени достижения порогов энергообеспечения, напряжения ЧСС и времени отказа и восстановления после нагрузки. Уровень результативности в лыжных гонках хорошо коррелирует с вышеуказанными показателями, в частности с гипоксическим индексом на субмаксимальных скоростях.

В табл. 3 представлены корреляции показателей по Спирмену.

Отметим, что характер корреляционных связей между показателями таков, что рост любого из показателей (кроме ChSSv) обуславливает рост прочих, в то же время рост ChSSv вызывает снижение других показателей. Увеличение каждого из показателей, за

Таблица 3

Table 3

Ранговые корреляции (Спирмен) между показателями

Rank correlations (Spearman) between indicators

NUR II	AeP II	TAeP II	PANO II	TPANO II	Tr II	Laktat II	ChSSm II	ChSSv II
1,000	,756**	,659**	** ,645	,786**	,726**	,702**	,223	–,460*
,756**	1,000	,840**	,759**	,788**	,755**	,627**	,275	–,609**
,659**	,840**	1,000	,692**	,811**	,766**	,650**	,383	–,574**
,645**	,759**	,692**	1,000	,664**	,733**	,780**	,426*	–,600**
,786**	,788**	,811**	,664	1,000	,809**	,743**	,251	–,539**
,726**	,755**	,766**	,733**	,809**	1,000	,840**	,512*	–,459*
,702**	,627**	,650**	,780**	,743**	,840**	1,000	,242	–,532**
,223	,275	,383	,426*	,251	,512*	,242	1,000	,037
–,460*	–,609**	–,574**	–,600**	–,539**	–,459*	–,532**	,037	1,000

исключением ChSSv, влечет рост спортивной успешности. Рост показателя ChSSv снижает приведенный рейтинг спортсмена. Из табл. 3 видно, что анализируемые показатели значимо коррелируют друг с другом и характер корреляционных связей между ними такой же, как было отмечено выше (т. е. рост любого из показателей (кроме ChSSv) обуславливает увеличение прочих, в то время как рост ChSSv вызывает снижение других показателей).

Значительный интерес для спортивной науки представляет переход от описания зависимостей между показателями метаболического состояния и спортивной успешностью в качественной форме к описанию количественному. Отмеченные выше корреляционные закономерности дают основание для построения количественного описания влияния основных показателей на спортивную результативность. При этом одновременно решается вопрос о том, какой (или какие) из включенных в анализ показателей оказывают наиболее значительное влияние на результирующую переменную.

Одним из способов, которым можно построить количественное описание (линию регрессии) и одновременно получить ответ на вопрос о значимости предикторов, является построение регрессионной модели методом исключения [8]. Этот метод предполагает на начальном этапе включение в модель всех имеющихся в распоряжении исследователя переменных с последующим пошаговым исключением переменных, являющихся в соответствии с критерием отбора лишними.

Критерием отбора служит скорректированный коэффициент детерминации (adjusted R2).

Наши расчеты выявили, что этот показатель растет (что является свидетельством улучшения качеств модели) с изъятием из модели лишних переменных в соответствии с диаграммой:

91,2% ^ 91,4 %(искл .TAeP) ^

91,7%(искл.AeP) ^ 91,8%(искл.PANO) ^ (1)

91,6%(искл.TPANO).

Из диаграммы заключаем, что исключению подлежат переменные TAeP, AeP и PANO.

Следовательно, остановиться нужно на модели, базирующейся на показателях NUR, Tr и TPANO. Эта модель задается уравнением:

R = - 2,6 + 0,0196 ■ TPANO + + 0,0346 ■ Nur + 0,16 ■ Tr

и характеризуется следующими свойствами: связь между результирующей переменной и показателями NUR, Tr и TPANO статистически значима (p < 0,05); модель аккумулирует 92,8 % экспериментальной информации; коэффициент детерминации – 91,8 %. Статистика Дарбина-Уотсона 1,43 (P > 0,05) говорит об отсутствии автокорреляций остатков.

Следует вспомнить о значительных кор- реляционных связях между показателями NUR, Tr и TPANO. Поэтому, несмотря на незначительное ухудшение модели, переменную TPANO из модели можно удалить. Таким образом, приходим к модели:

R adj =- 2,78 + 0,0445 ■ Nur + 0,18 ■ Tr. (3)

Эта модель отвечает коэффициенту детерминации 91,6 % и аккумулирует 92,4 % экспериментальной информации.

Влияние предикторов (NUR, Tr ) на спортивную успешность показано на рис. 2.

Рис. 2. Влияние показателей NUR (слева) и Tr (справа) на спортивную успешность

Fig. 2. The effect of NUR (left) and Tr (right) indicators on sports performance

Рис. 3. Сравнение спортивной успешности контрольной и экспериментальной групп

Fig. 3. Comparison of sports performance of the control and experimental groups

Уравнение (3) и зависимости, представленные на рис. 2, дают возможность организаторам соревнований и тренерам строить надежные относительные прогнозы – рейтинги спортивной успешности участвующих в соревнованиях спортсменов.

Помимо этого, анализ уравнения (3) показывает, что методики, использующие развитие ЛРМВ и формирования устойчивости к гипоксии, способствуют значительному повышению спортивной успешности.

На рис. 3 (слева) приведено распределение индекса спортивной успешности (IRP) среди спортсменов контрольной (помечена 0) и экспериментальной (помечена 1) групп. Там же (справа) результаты сравнения средних значений IRP в этих группах.

Заключение. В первую очередь следует отметить, что при создании гипоксии в скелетных мышцах в условиях работы до отказа идет процесс активации анаэробного гликолиза, ресинтеза АТФ и изменяется гомеостаз организма юных спортсменов. Развитие лакта-тацидоза в условиях гипоксии нагрузки обуславливает увеличение концентрации ионов водорода, являющихся маркерами системообразующих функций интегративной деятельно- сти организма в сочетанных реакциях, энергообразованиях в аэробном и анаэробном режимах [9, 11–13]. Интеграция аэробной и увеличение анаэробной энергетических систем обуславливает успешность спортивной результативности в лыжных гонках [2, 5, 10].

Совокупное воздействие нагрузки тестирующих тренировок посредством концентрированного развития ЛРМВ, повышения СКУ и устойчивости к гипоксии вызывает интегративные проявления системообразующих резервных возможностей организма спортсмена. Оценка метаболического, функционального состояния и здоровья занимающихся спортсменов, выявление позитивных тенденций и негативных последствий развития спорта, познание методологий, моделей психофизиологического потенциала, установление лимитирующих факторов системы спортивной подготовки, биоритмов организма, критериев интегральной оценки физической работоспособности и здоровья в целом очень важны [1].

Статья выполнена при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г.), соглашение № 02.A03.21.0011.