Оптимизация средств физической культуры студентов мужского пола в процессе подготовки к испытанию ГТО на выносливость

Актуальность. Физическая готовность молодежи к труду и обороне Отечества приобрела в настоящее время актуальность [4, с. 103]. В связи с этим молодые люди, студенты, и особенно, мужского пола, стремятся подтвердить готовность служить стране, занимаясь спортом и сдавая нормативы Всероссийского физкультурно-спортивного комплекса «Готов к труду и обороне» (ГТО) [3, с. 18]. Однако, данный комплекс, а именно результаты в тестовых испытаниях являются, как критерием физической готовности, так и уровня здоровья [5, с. 64]. Например, при подготовке в вузе к испытаниям ГТО на выносливость у многих студентов основной медицинской группы (ОМГ) определяются признаки снижения уровня здоровья, связанные с низкими функциональными возможностями системы дыхания [7, с. 36]. Одним из испытаний на выносливость является бег 3000 м для мужчин. С позиций режима физической работы и ее энергообеспечения данная беговая дистанция преодолевается частично в аэробном режиме, а преимущественно в смешанных режимах – в аэробно-анаэробном и анаэробно-аэробном, что формирует условия для кислородного дефицита и предъявляет высокие требования к вентиляторной и газообменной функциям дыхательной системы. В связи с этим подготовка студентов к испытанию бег 3000 м должна быть оптимизирована и включать в себя не только стандартные средства, но и специальные упражнения, стимулирующие повышение функций дыхательной системы. Такими средствами являются физические упражнения в сочетании с произвольной кратковременной задержкой дыхания, позволяющие повысить функциональные возможности системы дыхания в условиях дефицита кислорода [2, с. 54]. Одной из оптимальных практик, сочетающей в себе физические упражнения с кратковременной задержкой дыхания, является дыхательная практика «Bodyflex» [6, с. 7]. В связи с этим применение «Bodyflex» в процессе физической подготовки студентов в вузе к выполнению нормативов Всероссийского физкультурно-спортив- ного комплекса «Готов к труду и обороне» представляет научный и практический интерес с позиций изучения эффективности данных упражнений в разных условиях оптимизации адаптации к физическим нагрузкам.

Цель работы – определение эффективности оптимизации средств физической культуры студентов мужского пола в процессе подготовки к испытанию ГТО на выносливость за счет физических упражнений, сочетанных с кратковременной задержкой дыхания.

Методы и организация исследования. В исследовании приняли участие студенты мужского пола 17-19 лет (n=470), относящиеся к ОМГ и давшие добровольное информированное согласие на участие в исследовании уровня здоровья, который определяли по методике Апанасенко Г.Л. [1, с. 43]. Для этого измеряли длину тела (ДТ, м), массу тела (МТ, кг), АД сист. (артериальное давление систолическое, мм. рт. ст.), ЧСС (частоту сердечных сокращений, уд/мин), жизненную емкость легких (ЖЕЛ, л) и рассчитывали жизненный индекс (ЖИ, мл/кг = ЖЕЛ, мл / Масса тела, кг), силовой индекс (СИ, % = cила кисти, кг / масса тела, кг), массовый индекс (МИ кг / м² = Масса тела, кг / Длину тела, м²), индекс Робинсона (ИР, усл. ед. = ЧСС_пок, уд/мин) • (АД-_сист) / 100). Также проводили функциональную пробу 20 приседаний за 30 с. Полученные величины исследуемых показателей сопоставляли с таблицей 1 и определяли количество баллов, которому соответствует определенный уровень здоровья.

Во второй блок исследований были отобраны студенты с уровнем физического здоровья ниже среднего (n=224) с предварительным результатом в забеге на 3000 м ниже 15 минут 40 секунд. Далее данная категория студентов была разделена на 2 группы – экспериментальную (ЭГ) (n=112) и контрольную (КГ) (n=112). На протяжении учебного семестра (4 академических часа в неделю и 68 часов в семестре) студентам ЭГ в содержание заключительной части учебного занятия по физической культуре в течение 10 минут предлагали дыхание с кратковременной задержкой в технике «Bodyflex», во время задержки дыхания выполнялись полуприсед и полный присед (таблица 2). У студентов КГ (при аналогичном ЭГ объеме учебных часов) содержание занятий было стандартным: подготовительная часть – 10-15 мин общеразвивающие упражнения; основная часть – 30-35 мин специально-подготовительные упражнения (беговые) с направленностью на выносливость с использованием аэробного пульсового режима в соотношении 50% (ЧСС 130-140 уд/мин), аэробно-анаэробного пульсового режима в соотношении 40% (ЧСС 150-170 уд/мин), анаэробно-аэробного пульсового режима в соотношении 10% (ЧСС 175-185); заключительная часть – 10 мин, упражнения координационной направленности.

Также во втором блоке исследований в трех контрольных точках (КТ) семестра были проведены измерения дыхательных параметров в разных пороговых режимах работы и контрольные забеги на 3000 м по

Таблица 1 – Оценка уровня физического здоровья мужчин по Г.Л. Апанасенко (1990)

Показатель	низкий	ниже среднего	средний	выше среднего	высокий
Индекс массы тела (масса тела / рост2, кг / м2)	< =18,9	19,0-20,0	20,1-25,0	25,1-28,0	> 28, 0
Баллы	-2	-1	0	-1	-2
Жизненный индекс (ЖЕЛ / масса тела, мл / кг)	< = 50	51-55	56-60	61-65	> 65
Баллы	-1	0	1	2	3
Силовой индекс (динамометрия кисти / масса тела, %)	< =60	61-65	66-70	71-80	>80
Баллы	-1	0	1	2	3
Индекс Робинсона (ЧСС* АДсист / 100, усл.ед.)	>=111	110-95	94-85	84-70	<70
Баллы	-2	-1	0	3	5
Время восстановления ЧСС после 20 приседаний за 30 с (время, с)	>=180	179-120	119-90	89-60	<60
Баллы	-2	1	3	5	7
Общая оценка уровня здоровья (сумма баллов)	< = 3	4-6	7-11	12-15	16-18

Таблица 2 – Особенности техники дыхания «Bodyflex» в сочетании с физическими упражнениями

Дыхательные маневры Диапазон продолжительности дыхательного маневра, задержки дыхания (с) Направление движения грудной клетки Направление движения мышц живота Речевой звук Физическое упражнение Форсированный вдох через нос не менее 1 с расширение выпячивание - Форсированный выдох через нос и рот до 1 с сужение втягивание - Форсированный вдох через нос до 1 с максимальное расширение втягивание - Форсирован-ный выдох через нос и рот до 4-6 с задержка 8-10 с выраженное сужение максимальное втягивание -паах- полуприсед, присед (во время кратковременной задержки) Глубокий вдох через нос до 2 с значительное расширение выпячивание - Глубокий выдох через нос до 2 с значительное сужение втягивание - Обычное дыхание до 30 с стадиону. В качестве исследуемых показателей системы дыхания использовали минутный объем дыхания (VЕ, л·мин-1), дыхательный объем (VT, мл), частота дыхания (fT, мин-1), которые регистрировали на спирометре пневмотахометрического типа (SPIROBANK G, Италия), условия приведены к ВТРS. Определение газового состава выдыхаемого воздуха проводили с использованием оптико-акустического газоанализатора двуокиси углерода «Кедр-1А» (Россия) и термохимического газосигнализатора кислорода «Щит-3» (Украина). Газообменные показатели корректировались с учетом условий STPD. Изучали следующие показатели: напряжение кислорода в выдыхаемом воздухе (РЕО2, мм рт.ст.), напряжение двуокиси углерода в выдыхаемом воздухе (РЕСО2, мм рт.ст.). Далее, расчетными методами [2, с. 67]. определяли скорость потребления кислорода (VO2, мл/ мин-1), скорость выделения двуокиси углерода (VCO2, мл/мин-1), вентиляторный эквивалент кислорода (ВЭО2, л/мин), вентиляторный эквивалент двуокиси углерода (ВЭСО2, л/мин), кислородный эффект дыхательного цикла (VО2/f, мл/мин/цик). Исследования проводили при выполнении ступенчато-возрастающего теста на вело- эргометре (Ketler) в различных зонах интенсивности по частоте сердечных сокращений (ЧСС). Первоначальная ступень мощности работы (W1) составляла 50-60 Вт при скорости педалирования 60 об/мин в течение 4-5 минут, ЧСС 130-140 уд/мин, режим аэробный. На последующих ступенях (W2, W3) мощность работы увеличивали до 150-180 Вт (при W2 ЧСС 150-160 уд/мин, режим аэробно-анаэробный, при W3 ЧСС 170-175 уд/мин, режим анаэробно-аэробный), продолжительность работы на каждой последующей ступени до 4-5 минут. Изучаемые в работе показатели регистрировались в течение 30 секунд в конце последней минуты каждой ступени нагрузки.

Цифровой материал обрабатывался на персональном компьютере с использованием пакета программ STATISTICA 10.0. Проверка соответствия статистических данных закону нормального распределения проводилась с помощью критерия Шапиро-Уилка. Далее проводилось вычисление среднего значения – M, стандартной ошибки – SE. Статистически значимые различия определялись с помощью t-критерия Стьюдента, значимые различия считались при р<0,05.

Результаты исследований и их обсуждение. Исследование физического здоровья студентов 17-19 лет показало наличие его разных уровней (рисунок 1) в ОМГ. На рисунке 1 показано, что высокий уровень здоровья определен у 7% студентов, уровень выше среднего зарегистрирован у 12% обучающихся, 14% имеют средний и 11% низкий уровень, а у большинства студентов мужского пола, то есть у 56%, определен уровень здоровья ниже среднего.

Рисунок 1. Распределение (%) студентов мужского пола, относящихся к ОМГ по уровню физического здоровья

Примечание: уровни физического здоровья – 1 – низкий, 2 – ниже среднего, 3 – средний, 4 – выше среднего, 5 – высокий

Сопоставление данного уровня с предварительными результатами времени преодоления дистанции 3000 м по стадиону в виде точечной диаграммы позволило увидеть тенденцию зависимости уровня здоровья студентов мужского пола, относящихся к ОМГ от временного параметра результата (рисунок 2).

Рисунок 2. Распределение времени, показанного в беге на 3000 м в зависимости от уровня физического здоровья у студентов мужского пола

На рисунке 2 показано, что чем выше уровень физического здоровья, тем лучше результаты забега на 3000 м, что отмечено нами и в отношении обучающихся женского пола [7 с. 38]. Так, у студентов мужчин с высоким, выше среднего и средним уровнем здоровья результаты в беге соответствовали или были близки к нормативу ГТО в данном испытании. Тогда, как у лиц с уровнями здоровья ниже среднего и низким результаты не укладывались в нормативы. С целью повышения готовности студентов мужского пола к испытанию ГТО

Таблица 3 – Динамика показателей вентиляторной и газообменной функций у студентов мужского пола ЭГ и КГ

Показатели (М±SЕ)	Ступени физической работы
	W1	W2	W3
ЭГ
VE, л·мин-1	19,30±2,46	66,17±4,27	79,45±2,32
VT, мл	910,43±21,13	1345,23±21,74	2270,15±16,54
fT, мин-1	21,65±1,44	24,50±1,25	35,22±1,25
VCO2, мл·мин-1	1287,32±19,54	2016,22±25,25	2789,32±21,54
VO2, мл·мин-1	1453,21±23,29	2237,76±17,19	2900,23±19,11
ВЭО2, л/мин	13,30±0,62	29,11±1,18	27,45±1,02
ВЭСО2, л/мин	15,98±0,59	32,76±1,56	28,52±1,53
VО2/f, мл/мин/цик	69,59±3,38	93,90±3,32	82,76±4,71
КГ
VE, л·мин-1	49,54±2,39*	69,13±2,75	100,24±4,77*
VT, мл	876,38±18,98	1200,26±19,72	1487,78±26,32**
fT, мин-1	34,11±1,19*	39,16±2,30**	44,84±1,26*
VCO2, мл·мин-1	1300,25±23,21	1665,77±17,55*	2267,32±22,27*
VO2, мл·мин-1	1090,56±26,87*	1467,19±29,32*	1900,65±27,67**
ВЭО2, л/мин	45,23±1,32**	47,77±1,84**	52,65±3,66**
ВЭСО2, л/мин	37,22±2,49**	41,23±2,51*	44,27±2,55**
VО2/f, мл/мин/цик	32,66±2,28**	37,98±2,65***	43,66±3,23***

Примечание – * – p<0,05, ** – p<0,01, – *** p<0,001, указаны статистически значимые различия между группами

Таблица 4 – Динамика результативности в беге 3000 м по стадиону у студентов ЭГ и КГ

Показатель (М±SЕ)	Исходный результат в беге на 3000 м		КТ 1		КТ 2		КТ 3
	ЭГ	КГ	ЭГ	КГ	ЭГ	КГ	ЭГ	КГ
время на дис-	15:24,8	15:24,7	15:21,2	15:23,7	15:14,3	15:22,9	15:07,6	15:21,0
танции 3000 м	±	±	±	±	±	±	±	±
(мм:сс,0)	00:04,0	00:03,8	00:04,8	00:04,1	00:6,9	00:07,2•	00:5,3*	00:07,2•

Примечание: * – достоверные различия в КТ p<0,05;

• • – межгрупповые достоверные различия p<0,05

на выносливость бег 3000 м нами была отобрана самая многочисленная категория ОМГ с уровнем здоровья ниже среднего, для которой характерным является снижение функциональных возможностей системы дыхания [1, с. 78]. Из данной категории студентов на втором этапе исследований были сформированы ЭГ и КГ.

В результате применения дыхания с кратковременной задержкой в технике Bodyflex у студентов ЭГ на втором этапе исследований нами определены изменения величин параметров вентиляции и газообмена, которые имели достоверные статистические различия в третьей контрольной точке, то есть в завершении учебного семестра (таблица 3). Так, у студентов КГ и ЭГ определено увеличение легочной вентиляции, дыхательного объема и частоты дыхания, адекватное ступени физической работы.

Однако у студентов ЭГ величина fT была достоверно ниже, начиная с первой ступени нагрузочного теста, а величины дыхательного объема и легочной вентиляции соответственно, значимо больше и меньше (p<0,01, p<0,05), что особенно проявлялось на третьей ступени физической работы и говорило об экономизации и повышении эффективности вентиляторной функции. В свою очередь определено достоверное увеличение VO2 и VCO2 в ЭГ на второй и третьей ступени нагрузочного тестирования в сравнении с КГ (p<0,05, p<0,01), что свидетельствовало о повышении уровня потребления кислорода и усилении элиминации двуокиси углерода из организма во время физической работы в аэробноанаэробном и анаэробно-аэробном режимах, то есть о повышении эффективности газообменной функции. Также в пользу оптимизации газообменной функции дыхательной системы у студентов ЭГ свидетельствовали величины вентиляторных эквивалентов и кислородной стоимости дыхательного цикла, которые были соответственно значимо ниже (p<0,05, p<0,01) и выше (p<0,001) относительно величин КГ.

Анализ результатов контрольных забегов на 3000 м по стадиону (таблица 4) показал положительную динамику и статистически значимые изменения времени преодоления дистанции у студентов ЭГ на этапах подготовки к испытанию (p<0,05).

Также нами показано, что время, затраченное на преодоление дистанции 3000 м у студентов КГ было достоверно больше (p<0,05) в сравнении с ЭГ. На основе анализа рисунков 1, 2, а также таблиц 2, 3 можно заключить, что причиной худших результатов студентов мужского пола КГ явились относительно сниженные функциональные возможности дыхательной системы. Повышение этих возможностей у студентов ЭГ за счет дыхательных упражнений с кратковременной задержкой в технике Bodyflex способствовало улучшению результата в тестовом испытании бег 3000 м по стадиону.

Упражнения с задержкой дыхания используются в практике спортсменов для тренировки дыхательной функции, необходимой для совершенствования специальной выносливости. Известно, что эффект упражнений с задержкой дыхания основан на механизме саморегуляции, то есть, при всяком отклонении какого-либо дыхательного показателя в системе дыхания происходит перестройка, приводящая к изменению объема легочной вентиляции в направлении нормализации. Одновременно, вторично происходят изменения других дыхательных показателей, способствующих изменению кислородного режима в условиях воздействия неадекватных факторов. При длительной адаптации к данным факторам формируются компенсаторно-приспособительные механизмы, изменяющие дыхательные показатели, а также их взаимодействие для достижения полезного приспособительного результата – поддержания оптимальных величин парциального напряжения O2 и CO2 в организме [2, с. 15].

По нашему мнению, практика Bodyflex с кратковременной задержкой дыхания в сочетании с физическими упражнениями, которую студенты ЭГ выполняли в течение семестра способствовала оптимизации показателя легочной вентиляции, не вызывая его избыточного повышения в ответ на интенсивную физическую работу. Такой адаптационный механизм был сформирован за счет глубокого вдоха после кратковременной задержки на выдохе и последующих более глубоких дыхательных маневров, снижающих частоту дыхания и тем самым компенсирующих недостаток кислорода после задержки дыхания. В результате это проявилось в преобладании эластического типа дыхания, с характерными для него низкими вентиляторными эквивалентами и высокой кислородной стоимостью дыхательного цикла. Очевидно, что данный тип дыхания стал ведущим во время физической работы в интенсивных режимах у студентов ЭГ, что позволило им улучшить уровень выносливости и результативность в беге на 3000 м.

Заключение. Дыхание с кратковременной задержкой в технике Bodyflex, применяемое на протяжении учебного семестра в заключительной части занятия по физической культуре у студентов мужского пола

ЭГ способствовало оптимизации вентиляторной и газообменной функций системы дыхания. В условиях высокоинтенсивных режимов физической работы эластический тип дыхания стал ведущим, показатели вентиляционных эквивалентов кислорода и двуокиси углерода, частоты дыхания достоверно снизились, а кислородной стоимости дыхательного цикла достоверно увеличились в сравнении с КГ.

У студентов мужского пола ЭГ параллельно с оптимизацией функций дыхательной системы отмечено значимое улучшение времени преодоления дистанции 3000 м по стадиону в сравнении с КГ.

Дыхательная практика Bodyflex с кратковременной задержкой дыхания явилась эффективной в повышении физической готовности студентов мужского пола ЭГ к испытанию ГТО бег 3000 м. Данную практику можно рекомендовать к применению на занятиях физической культурой в вузе в качестве оптимального средства для повышения физической подготовленности студентов мужского пола, относящихся к ОМГ с уровнем физического здоровья ниже среднего.