Нормирование тренировочных нагрузок биатлонистов с использованием показателей пульсовой и энергетической стоимости упражнения

Н.С. Загурский, С. Романова, , Сибирский государственный университет физической культуры и спорта, Омск, Россия

N.S. Zagurskiy, Romanova, ,

Введение. Оценка интенсивности и метаболической стоимости упражнения играет значимую роль в организации тренировочного процесса в циклических видах спорта [1–4]. В практике учета и контроля тренировочных и соревновательных нагрузок в биатлоне выделают «внешние» и «внутренние» показатели нагрузки [5]. В настоящее время «внешние» показатели нагрузки (время работы, скорость передвижения и количество пройденных километров) достаточно легко фиксируются с использованием современных технических средств. Из «внутренних» показателей нагрузки в процессе непрерывного передвижения в тренировках и соревнованиях доступны только показатели ЧСС [6]. Показатели лактата доступны только после кратковременных остановок. Измерение показателей газообмена возможно с использованием современной аппаратуры и, как правило, используется в процессе тестирования спортсменов для определения индивидуальных зон интенсивности [5, 7, 8]. Надо отметить, что данная процедура требует использования дорогостоящей аппаратуры и на практике применяется чрезвычайно редко. Программы анализа ЧСС современных спорттестеров позволяют получать большой объем информации о выполненной нагрузке [8]. Несмотря на возможность анализа большого количества показателей, их недостаточно для объективной оценки тяжести выполненной нагрузки и динамики показателей.

Цель: изучение пульсовой и энергетической стоимости упражнений с целью оптимизации контроля и нормирования тренировочных нагрузок биатлонистов высокой квалификации.

Материалы и методы. Определение пульсовой и энергетической стоимости упражнений производили в комплексных тренировках в кроссе с имитацией и в тесте со ступенчато возрастающей нагрузкой на лыжероллерах Марве 6 и Свенор 2. В комплексных тренировках в кроссе с имитацией измерялись показатели величин лактата, скорости передвижения, а также ЧСС максимальная (ЧСС макс.) и ЧСС среднедистанционная (ЧСС ср.д.). Полевой тест с газоанализом на лыжероллерах Марве 6 проводили совместно с Д.В. Поповым (ИМБП РАН). Спортсмены на каждом кругу повышали скорость, ориентируясь на субъективные ощущения и величину ЧСС по зонам интенсивности, которые они использовали в тренировочном процессе. Последний круг спортсмены должны были пройти с максимально возможной скоростью. Как правило, за тест выполнялось 5–6 «ступенек». Концентрацию лактата в крови определяли электрохимическим методом (Super GL easy, Dr. Mueller, Germany), взятие капиллярной крови (10 мкл) из пальца производили в конце каждой ступени. Время остановки для взятия крови составляло 10–20 с. Во время работы постоянно регистрировали показатели газообмена и ЧСС (газоанализатор MetaMax 3B, Germany). Данные газоанализа и ЧСС усреднялись за 20 с. Порог анаэробного обмена (ПАНО) определяли при концентрации лактата 4 ммоль/л; максимальное потребление кислорода МПК – как пиковое значение усредненных данных по потреблению кислорода (Д.В. Попов с соавт., 2015).

При проведении полевых тестов на лыжероллерах Свенор 2 использовали зависимость

«ЧСС – лактат – скорость передвижения» с последующим расчетом показателей. Для анализа лактата использовали портативные приборы Lactate Pro2. Запись ЧСС производилась с использованием спорттестеров Polar Vantage V2 с расчетом показателей в программе Polar Flow.

Результаты. На первом этапе исследования оценивали показатели газообмена, ЧСС, лактата и скорости передвижения и их динамику в полевом тесте на лыжероллерах Марве 6 с использованием газоанализа. Выявлялась взаимосвязь этих показателей со скоростью передвижения на ступенях работы.

Анализируя полученные данные, можно отметить высокий уровень аэробных возможностей спортсменки на ступенях работы. Высокая скорость передвижения и достаточно высокие значения МПК были достигнуты за счет аэробного потенциала спортсменки и высоких значений ПАНО (табл. 1). Величина ПАНО для этапа подготовки в целом свидетельствует о том, что спортсменка уже находится в хорошей спортивной форме и первоочередной задачей является удержание высокого уровня спортивной формы в основном за счет активации анаэробного потенциала. На последней ступени работы величина лактата на максимальной скорости передвижения составила всего 4,72 мМоль/л, что свидетельствует о проблемных моментах подготовки.

На практике проведение полевых тестирований с использованием газоанализа требует дорогостоящего оборудования, квалифицированных специалистов и длительной процедуры самого тестирования [5]. Поэтому одной их задач данного исследования являлось определение величины взаимосвязей таких критериев, как скорость передвижения, величин лактата и ЧСС с показателями газоанализа. На рис. 1 представлена взаимосвязь показателей в полевом ступенчатом тесте до отказа на лыжероллерах Марве 6 у биатлонистки высокой квалификации.

Исследуемые показатели показали высокую взаимосвязь в линейном диапазоне нагрузки. Величины коэффициентов корреляции находились на высоком уровне практически у всех показателей, что подтверждает принципиальную возможность использования таких показателей, как ЧСС, лактат, пульсовая стоимость нагрузки для нормирования интенсивности тренировочных нагрузок.

Можно отметить, что до порога анаэробного обмена четко прослеживается линейная зависимость ЧСС и МПК со скоростью передвижения. После ПАНО линейная зависимость между этими показателями уже не прослеживается. ЧСС более линейно реагирует на увеличение нагрузки и на увеличение анализируемых показателей газообмена, чем показатели лактата.

Таблица 1

Table 1

Показатели пульсовой и энергетической стоимости передвижения в полевом ступенчатом тесте на лыжероллерах Марве 6 у биатлонистки сборной команды России с использованием газоанализа HR cost and energy expenditure in a Russian national team female biathlete during an incremental field test on Marwe 6 roller skis with gas analysis

V, м/с V, m/s	V, км/ч V, km/h	La, мМ	ЧСС, уд./мин HR, bpm	МПК, л/мин VO 2max , L/min	МПК, мл/кг VO 2max , ml/min/kg	RER, CO 2 /О 2	VE, л/мин (L/min)	HR cost V[м/с]/ЧСС ср.д. V[m/s]/HRavg
4,21	15,2	1,60	122	2,00	33	0,77	49	3,45
5,08	18,3	1,35	137	2,35	39	0,80	59	3,71
5,51	19,9	1,67	152	2,48	41	0,89	67	3,63
6,15	22,1	1,88	164	2,91	48	0,92	82	3,75
6,80	24,5	2,98	179	3,28	54	0,94	101	3,80
7,85	28,2	4,72	184	3,37	56	1,00	121	4,26

Примечание: V – скорость передвижения, км/час и м/с; ЧСС – частота сердечный сокращений, уд/мин; МПК – потребление кислорода, л/мин и мл/мин/кг; RER – дыхательный коэффициент, СО2/О2; VE – вентиляция легких, л/мин; Ps – пульсовая стоимость, V[м/с]/ЧСС ср.д.

Note: V – speed, km/h and m/s; HR – heart rate, beats per minute; VO 2max – maximal oxygen consumption, l/min and ml/min/kg; RER – respiratory exchange ratio, CO 2 /O 2 ; VE – minute ventilation, l/min; HR cost – velocity-to-heart-rate ratio, V[m/s]/HR average.

Нами предлагается кроме традиционных показателей – ЧСС, лактат и показатели газообмена – использовать такой критерий, как пульсовая стоимость нагрузки или упражнения. Расчет пульсовой стоимости упражнения позволяет с высокой точностью дозировать тренировочные нагрузки с учетом индивидуальных особенностей спортсмена. Оценка пульсовой стоимости в ступенчатом тесте на лыжероллерах подтвердила ряд физиологических особенностей, характерных для биатлона.

Предлагаемая формула расчета пульсовой стоимости (Ps) выглядит следующим образом:

Ps = V[м/с]/ЧСС ср.д.×100, где V – скорость передвижения в м/с, ЧСС ср.д. – среднедистанционная ЧСС.

Физиологический смысл этого показателя заключается в том, что при улучшении функционального состояния происходит увеличение скорости передвижения и снижение среднедистанционной ЧСС.

Критерий «пульсовая стоимость» позволяет точнее отражать тяжесть нагрузки, которая может увеличиваться по мере увеличения длительности тренировки. Во время длительных тренировок показатели лактата и ЧСС могут не отражать изменение интенсивности по скорости, в то время как степень тяжести нагрузки может возрастать.

Критерий «пульсовая стоимость» может отражать динамику адаптационных процессов и улучшение экономичности в процессе проведения тренировочного сбора. Нами исследовалась динамика пульсовой стоимости в про-

Рис. 1. Взаимосвязь показателей в полевом ступенчатом тесте до отказа на лыжероллерах Марве 6 у биатлонистки высокой квалификации Fig. 1. Correlations between physiological variables in a highly skilled female biathlete during an incremental field test to failure on Marwe 6 roller skis

Таблица 2

Table 2

Показатели пульсовой стоимости и скорости передвижения у биатлонисток высокой квалификации в кроссе с имитацией (длина круга 1800 м) в условиях среднегорья

Heart rate cost and speed profiles of highly skilled female biathletes during a simulated 1800 m course in mid-altitude conditions

К S £ g < U	05.08.		07.08.		10.08.		17.08.
	HR cost, V(м/с)/ЧСС ср.д V (m/s) / HRavg	V, м/с V, m/s	HR cost, V(м/с)/ЧСС ср.д V (m/s) / HRavg	V, м/с V, m/s	HR cost, V(м/с)/ЧСС ср.д V (m/s) / HRavg	V, м/с V, m/s	HR cost, V(м/с)/ЧСС ср.д V (m/s) / HRavg	V, м/с V, m/s
Ш-на А.	1,47	1,97	1,48	2,01	1,49	2,10	1,59	2,41
С-на Н.	1,69	2,47	1,74	2,58	1,71	2,68	1,74	2,77
Б-на А.	1,66	2,43	1,77	2,39	1,76	2,73	1,79	2,64
Г-ва Н.	1,67	2,40	1,44	1,96	1,57	2,57	1,75	2,82
Ю-ва Е.	1,50	2,46	1,62	2,53	1,60	2,54	1,63	2,66
М-ва Т.	1,68	2,52	1,78	2,54	1,63	2,51	1,77	2,65
К-ва Е.	1,48	2,75	1,64	2,39	1,50	2,38	1,63	2,63
Т-ая Н.	1,56	2,37	1,74	2,48	1,62	2,53	1,60	2,58
Х ± σ	1,59 ± 0.10	2,43 ± 0,23	1,64 ± 0,14	2,34 ± 0,26	1,61 ± 0,10	2,50 ± 0,21	1,70 ± 0,08	2,65 ± 0,13

м Ps, V [м/с]/ЧСС ср.д Ps, V [m/s]/pulse medium    —О—V, м/с V, m/s

Рис. 2. Пульсовая стоимость и скорость передвижения в кроссе с имитацией у высококвалифицированных биатлонисток в условиях среднегорья Fig. 2. Heart rate cost and speed of highly skilled female biathletes during a simulated course in mid-altitude conditions

цессе тренировочного сбора на высоте 2000 м. Для анализа были взяты тренировки в кроссе с имитацией по стандартным кругам, что позволило точнее отражать изменения показателей ЧСС, пульсовой стоимости по дням мезоцикла (табл. 2). Следует отметить, что в среднем по группе к концу сбора произошло увеличение скорости передвижения при увеличении показателя пульсовой стоимости. Это означает улучшение экономичности и адаптационных изменений в функциональных показателях на нагрузку у биатлонисток.

За меньшее значения ЧСС спортсменки проходили большее расстояние, что выражается в показателях пульсовой стоимости (рис. 2). Пульсовая стоимость является показателем эффективности и экономичности работы в зависимости от условий проведения трени-

Рис. 3. Динамика показателей скорости передвижения, ЧСС ср.д. и пульсовой стоимости в кроссе с имитацией у биатлонистки высокой квалификации

Fig. 3. Dynamics of speed, average heart rate, and HR cost in a highly skilled female biathlete during a simulated course

30.06 Ps

31.06 Ps

30.06 V, м/с (m/s)   —•—31.08 V, м/с (m/s)

Рис. 4. Динамика показателей скорости передвижения, ЧСС ср.д. и пульсовой стоимости на лыжероллерах в подготовительном периоде у биатлонистки высокой квалификации

Fig. 4. Dynamics of speed, average heart rate, and HR cost in a highly skilled female biathlete during roller ski training in the preparatory period

рующей нагрузки (см. рис. 2). Следует отметить, что критерий пульсовой стоимости позволяет точнее увидеть увеличение напряженности тренировочной нагрузки, которая была в процессе тренировки, чем абсолютные значения величины ЧСС.

На рис. 3 показано, что, несмотря на стабильно высокую скорость передвижения в кроссе с имитацией на уровне 2,77–2,80 м/с, показатели пульсовой стоимости имели тенденцию к снижению от 1,84 до 1,70. При этом и значения ЧСС ср.д. имели тенденцию к стабильному росту от 153 до 165 уд./мин. Данная динамика свидетельствует об увеличении физиологической стоимости нагрузки при неизменной скорости передвижения. Пример по- ложительной адаптации и улучшения экономичности приведен на рис. 4. Биатлонистка прошла тестирование в полевом тесте на лыжероллерах Свенор 2 30 июня и 31 августа 2024 г. на одной и той же трассе и в одних и тех же условиях. Для тестирования использовалась одна и та же пара лыжероллеров.

Динамика показателей скорости передвижения, ЧСС ср.д. и пульсовой стоимости на лыжероллерах в подготовительном периоде у биатлонистки высокой квалификации свидетельствует об улучшении скоростных и экономизационных возможностях организма (см. рис. 4).

Предлагаемая методика нормирования тренировочных нагрузок по пульсовой и энергетической стоимости упражнения позволяет более точно определять границы зон индивидуальной интенсивности для отдельного спортсмена.

Показатели пульсовой и энергетической стоимости нагрузки хорошо воспроизводят основные зависимости параметров газоанализа от значений скорости в циклических средствах тренировки биатлонистов. Динамика показателей пульсовой и энергетической стоимости нагрузки позволяет оценить эффективность проводившихся тренировок и направление следующих тренировок (см. рис. 4).

При увеличении скорости передвижения произошло и улучшение экономизации передвижения при этой скорости. Пульсовой кри- терий на последней максимальной ступени работы увеличился с 4,40 до 4,51 усл. ед. Это означает, что увеличение скорости произошло при меньших значениях ЧСС, что свидетельствует об эффекте экономизации. Скорость на последней ступени работы увеличилась с 7,35 до 7,62 м/с при темпе скорости на 1 км дистанции, равном 2 мин 16 с и 2 мин 11 с соответственно. Высокая скорость последнего круга в тесте была достигнута за счет более высокой активации гликоза во втором тесте (La соответственно составил 7,3 и 10,3 мМоль/л).

Заключение. Показатели пульсовой и энергетической стоимости нагрузки достаточно точно воспроизводят основные зависимости от величин потребления кислорода и скорости передвижения, что позволяет с высокой точностью нормировать тренировочные нагрузки с учетом индивидуального диапазона зон интенсивности. Применение такого критерия оценки физической нагрузки в совокупности с оценкой показателя лактата позволяет без использования сложных методов га-зоанализа эффективно осуществлять контроль и управление тренировочным процессом биатлонистов в циклических средствах подготовки. Использование показателя «пульсовая стоимость» позволяет точнее фиксировать увеличение напряженности тренировочной нагрузки в сравнении с абсолютными значениями величины ЧСС.