Technologies for operational control of physical activity and rapid assessment of athletes’ functional fitness at the pre-competition stage

Ведение. В целевые программы развития спорта в регионах федерального значения на основе решения коллегии Министерства спорта РФ «О совершенствовании системы подготовки спортивного резерва и внедрении федеральных стандартов спортивной подготовки» входит реализация комплекса мер по усилению научного сопровождения и созданию системы мониторинга подготовки спортивного резерва, а именно, формирование научно-практических центров, мобильных научных групп, занимающихся разработкой технологий научно-методического сопровождения тренировочного процесса [4]. Драйвером спроса таких разработок, являются организации, осуществляющие спортивную подготовку, а также тренеры и спортсмены [8]. В содержании Федеральных стандартов спортивной подготовки (ФССП) центральное место занимают режимы тренировочной работы, рекомендуемые объемы физической нагрузки, мониторинг тренированности. Таким образом, ФССП делает акцент на физической нагрузке, которая является основным средством повышения уровня тренированности и результативности спортсменов [7]. В частности, эффективная реализация запланированных нагрузочных режимов на предсоревнова-тельном этапе подготовки позволяет не только выйти на пик спортивной формы в необходимое время, но и стабилизировать тренирующие эффекты [6]. При этом сложнейшей задачей является контроль соответствия между заданной величиной физической нагрузки и полученным тренирующим эффектом [5] , решить которую возможно путем технологий экспресс-оценки функциональной подготовленности в реальных (полевых) условиях [12, 13].

Целью работы явилась разработка технологии оперативного контроля и экс-пресс-оценки функциональной подготовленности спортсменов на предсоревнователь-ном этапе с возможностью использования в разных специфических полевых условиях подготовки.

Методы исследования . Проведены 3 эмпирические серии, в которых экспериментальная технология оперативного контроля и экспресс-оценки функциональной подготовленности (ЭТ) применялась в первой серии у юных каратистов 10–11 лет (мальчики, занимающиеся карате с 4 лет, n = 26), во второй серии – у юных пловцов 9–

10 лет (мальчики этапа предварительной базовой подготовки, 1-го юношеского и 3-го взрослого разрядов, n = 140), в третьей серии – при индивидуальном наблюдении квалифицированного футболиста (кандидат в мастера спорта, 23 года, полузащитник, стаж игровой деятельности 10 лет). Серии исследований проводились в реальных условиях тренировки, в которых с учетом решения задач предсоревновательного этапа применялся специфический для вида спорта алгоритм методов нагрузочного воздействия и экспресс-оценки функциональной подготовленности на уровне метаболической, кардио-гемодинамической и регуляторной функций основных систем. Для определения содержания лактата (La, ммоль/л) использовали анализатор лактата LACTATE PLUS (Sports), тест полоски на лактат Lactate Plus - Test Strips (США). Заборы капиллярной крови из пальца проводили с использованием одноразовых ланцетов Safety. Содержание кислорода в артериальной крови (S p O 2, %) определяли с помощью пульсоксиметра серии MD300C:MD300M. Параметры пульсометрии (текущую, максимальную и суммарную частоту сердечных сокращений – ЧСС, ЧССmax, ЧССсум) текущей тренировочной нагрузки регистрировали с помощью датчика сердечного ритма POLAR H10 (Финляндия), постоянно закрепленного на грудной клетке спортсмена. Регуляторные нервные процессы исследовали на аппаратном комплексе БиоМышь Исследовательская (КПФ-01b), (Россия). В качестве анализируемых показателей использовали время кардиоинтервала R-R (КИ), среднее значение RRNN, стандартное отклонение SDNN, амплитуду Мо (АМо), индекс напряжения регуляторных систем (ИН=АМо/(2*dR-R*АМо)), психофизиологическую цену адаптации (ПЦА), индекс дыхательной модуляции (ИДМ=(0,5*RMSSD/RRNN)*100%), индекс симпато-адреналового тонуса (САТ=АМо/ИДМ*100%), индекс перенапряжения регуляторных систем (ИПР равно произведению САТ на отношение времени распространения пульсовой волны ко времени ее распространения в состоянии покоя).

В качестве основных нагрузочных воздействий в основной части занятий пред-соревновательного этапа спортсменам предлагались специфические серии тренировочных форм соревновательных упражнений, в которых моделировались соревновательные режимы работы. В серии исследований юных каратистов использовали серии (до 6 серий) соревновательных упражнений продолжительностью 1мин 30 с, где моделировали анаэробно-аэробный режим (ЧСС 170–180 уд/мин). Измерения параметров La и S p O 2 проводили в течение 2-минутного отдыха после каждой серии [11]. Исследование регуляторных нервных процессов проводили до и после тренировочного занятия. В серии исследований юных пловцов использовали плавательные контрольные тесты: 1000

м кролем на груди (аэробный режим, ЧСС 130–140 уд/мин); 8х100 м вольным стилем (аэробно-анаэробный режим, ЧСС 150–160 уд/мин; 6х25 м вольным стилем (анаэробноаэробный режим, ЧСС 170–180 уд/мин) [5]. С помощью часов и датчика сердечного ритма POLAR H10В в процессе проплывания дистанций производили одновременную регистрацию параметров ЧСС и гребкового темпа (цикл/м, цикл/мин). Измерения La проводили в течение 2-минутного отдыха после контрольного теста [11]. Тестовые упражнения предлагались после 2-дневного отдыха от тренировочной нагрузки. В третьей серии футболист выполнял удержание мяча в аэробно-анаэробном режиме (4 серии, продолжительность серии 4 минуты, ЧСС 160–170 уд/мин, отдых до 1 мин 30 с); удар по воротам в квадрате 25х25 в анаэробно-аэробном режиме (4 серии, продолжительность до 3 минут, ЧСС свыше 180 уд/мин, отдых 3 мин). Измерения функциональных параметров игрока проводили в течение отдыха после нагрузочных серий. Полученный 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 вычисляли среднее значение исследуемых величин (A ) и ошибку среднего арифме-с тического (Jx ). Статистически значимые различия определялись с помощью t-критерия Стьюдента, значимыми различия считались при р<0,05. Исследование проведено при добровольном информированном согласии.

Результаты исследования и их обсуждение. В первой серии исследований юных каратистов на предсоревновательном этапе, где преобладают высокоинтенсивные упражнения, предъявляющие повышенные требования к адаптационным возможностям детского организма, ЭТ позволила решить задачу определения уровня функциональной подготовленности детей 10–11 лет при подведении к пику спортивной формы. Нами определено [1], что у юных каратистов в завершении предсоревнова-тельного мезоцикла суммарная интенсивность тренировочного занятия варьировала в показателе ЧССсум в пределах 138,2±1,02–146,3±1,67 уд/мин, тогда как среднее значение всей группы ЧССсум в серии соревновательных упражнений достигало пределов 176,4±2,87–178,9±3,52 уд/мин (р < 0,05). Выполнение столь высокоинтенсивных соревновательных упражнений каратистами 10–11 лет обусловливало разные метаболические и функциональные эффекты. Так в 46,15% случаев (у 12 каратистов) определены оптимальные функциональные сдвиги, соответствующие анаэробноаэробному режиму работы. В течение серий специфических упражнений содержание

La находилось в диапазоне 5,8±0,02–7,4±0,04 ммоль/л, ЧССсум в пределах 178,1±3,43–186,3±4,07 уд/мин, величина SpO2 в пределах 94,7±2,47–96,2±3,69%. При этом общей (для всех 12 каратистов) тенденцией явилось повышение содержания La по мере выполнения каждой последующей серии упражнений. В свою очередь, в 38,46% случаев (у 10 каратистов) выявлены эффекты метаболического и функционального напряжения, которые в течение серий упражнений выражались в увеличении ЧССсум до значений 201,6±3,22–206,8±3,17 уд/мин, содержания La до 9,5±1,01– 12,3±1,34 ммоль/л, снижении величины SpO2 до значений 80,2±4,25–82,8±3,92%. Необходимо особо отметить, что в 15,38% случаев (у 4 каратистов) отмечены атипичные метаболические сдвиги с акцентом на снижение содержание La ниже 1 ммоль/л при выполнении завершающих (пятой и шестой) серий специфических упражнений. Также у юных каратистов определяли и разную степень напряжения регуляторных механизмов в зависимости от направленности метаболических и функциональных сдвигов. Так, у каратистов, которые составили 46,15% группы, отмечали величины показателей САТ и ИПС, характеризующих симпато-адреналовые влияния на ВРС, в диапазоне нормы рабочего нервно-психического напряжения (САТ и ИПС до тренировочного занятия в пределах соответственно 18,6±0,96–47,7±2,87 и 39,9±1,22– 98,2±5,27 усл. ед., после тренировочного занятия 76,3±3,42–85,9±4,31 и 156,4±5,48– 216,6±6,21 усл. ед.). По мере выраженности метаболических и функциональных сдвигов у каратистов, которые составили 38,46% группы, величины САТ и ИПС достоверно увеличились только после тренировки (соответственно в пределах 202,8±7,82– 231,6±5,27 и 406,21±8,37–458±7,91 усл. ед., р<0,001) и соответствовали значительной нагрузке. Тогда как у 15% каратистов с атипичными метаболическими реакциями величины САТ и ИПС до начала тренировочного занятия варьировали соответственно в пределах 426,2±6,83–444,6±8,39 и 928,3±18,16–989,9±14,23 усл. ед., р<0,001, а после тренировочного занятия превышали значения 500 и 1200 усл. ед., что соответствует перенапряжению регуляторных механизмов. Учитывая то, что величины ИПС определяются на основе показателя САТ, чувствительного к усилению тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы [10], можно говорить о его избыточной активации у каратистов с атипичными метаболическими реакциями. Это обусловливает гипермобилизацию миокардиальных механизмов (ЧСС свыше 200 уд/мин) и гликолитических энергетических субстратов, что приводит к быстрому расходованию последних, падению La до минимальных значений и выраженному снижению эффективности адаптации [11]. Таким образом, можно говорить о достаточно высоком чис- ле каратистов (более 1/3), которые получают физическую нагрузку, вызывающую напряжение механизмов адаптации в завершении предсоревновательного мезоцикла, что может рассматриваться, как критерий дезадаптации с прогнозом низкой результативности на предстоящих соревнованиях.

Во второй серии исследований юных пловцов на предсоревновательном этапе ЭТ позволила решить задачу оптимальной ориентации на соревновательную дистанцию (спринтерские, стайерские дисциплины и т. д.) путем определения метаболических типов адаптации [9]. В результате применения ЭТ нами было установлено [2], что у пловцов 9–10 лет при плавании в тестовом аэробном режиме превышение анаэробного порога по показателю содержания La преимущественно не выявлено (La в пределах 3,2±0,18–3,9±0,53 ммоль/л). При плавании в тестовом аэробно-анаэробном режиме отмечали дифференцировку типов метаболических реакций на три типа [4]. В частности, тип «стайер» определен у 28 пловцов (28% случаев), для которых характерным явилось содержание La в пределах 3,9±0,15–4,5±0,84 ммоль/л; тип «микст стайер» определен у 42 пловцов (42% случаев), для которых характерным явилось содержание La в пределах 5,67±0,88–6,3±0,56 ммоль/л; тип «микст спринтер» определен у 19 пловцов (19% случаев), и для данного типа характерным явилось содержание La в пределах 7,4±0,83–7,9±0,38 ммоль/л. При плавании в тестовом анаэробно-аэробном режиме помимо ранее выявленных трех типов метаболической реакции («стайер», «микст-стайер», «микст-спринтер») у 11 пловцов (11% случаев) был определен четвертый тип – «спринтер», для которого характерным явилось содержание La в пределах 9,8±1,13–11,3±1,29 ммоль/л. Акцентируем внимание на высоком проценте встречаемости среди пловцов 9–10 лет типа «микст-стайер» и низкой встречаемости типа «спринтер», что говорит о проблемной ориентации на спринтерские дистанции без ЭТ. Выявленные индивидуальные особенности метаболических типов адаптации пловцов были использованы в качестве рекомендаций при ориентации на соревновательную дистанцию. Пловцам с типом метаболической адаптации «стайер» рекомендовали дистанцию 800 м, с типом «микст стайер» – дистанцию 200 м, с типом «микст спринтер» – дистанцию 100 м, с типом «спринтер» – дистанцию 50 м. Группе пловцов (контроль), которая не использовала ЭТ, было предложено сделать выбор соревновательной дистанции интуитивным способом. Результаты плавания на избранных соревновательных дистанциях показали, что при равной суммарной и максимальной пульсовой стоимости соревновательного режима работы в группе пловцов, исполь- зующих ЭТ, параметры гребкового темпа были значимо ниже, а дистанция была преодолена быстрее в сравнении с контролем (таблица 1).

Таблица 1

Параметры пульсовой стоимости и гребкового темпа дистанций разной продолжительности в исследуемых группах пловцов

Примечание: * - p<0,05; ** - p<0,01, достоверность указана при оценке меж групповых различий.

Таким образом, ЭТ, включающая в себя методы экспресс-оценки функций в специфических условиях плавания, была эффективна при ориентации пловцов 9-10 лет на предсоревновательном этапе.

В третьей серии наблюдений квалифицированного футболиста на предсезонном (предсоревновательном) этапе подготовки к очередному игровому сезону ЭТ позволила решить задачу индивидуализированной подготовки, связанную с повышением уровня функциональной подготовленности игрока-полузащитника. Предсезонный этап в футболе имеет большую продолжительность и включает в себя блок функциональной подготовки [3], то есть базовый мезоцикл, состоящий из 4 ударных микроциклов. Построение данного блока предполагает использование в ударных микроциклах больших величин физической нагрузки и, как следствие, получение высокого тренирующего эффекта. В частности, высокоинтенсивные упражнения и физические нагрузки в реальных полевых условиях игрока должны вызывать соответствующие функциональные эффекты со стороны метаболической и сердечно-сосудистой систем. Однако без должного оперативного контроля такого соответствия добиться сложно. Поэтому в начале наблюдения, используя ЭТ, мы сравнили должные и фактические характеристики специфических физических нагрузок, применяемых к игроку в первом ударном микроцик- ле. Результаты показали, что при выполнении полузащитником специфических серий в высокоинтенсивных режимах определено несоответствие должных и фактических режимов работы по критерию суммарной интенсивности. Всего в первом 7-дневном ударном микроцике было запланировано 4 большие нагрузки, а по факту ни одной не реализовано, в результате чего не могло быть достигнуто должного функционального эффекта (таблица 2). Так, интенсивность ЧСС при выполнении специфических нагрузочных серий сравнительно низкая, а величины La напротив сравнительно высокие, что говорит об относительно низком функциональном уровне. В свою очередь показатели ИН и ПЦА крайне нестабильны и варьируют соответственно в пределах 35–109 и 400– 700, что является свидетельством неустойчивого уровня регуляторных систем при относительно низкой суммарной величине нагрузки, применяемой в первом ударном микроцикле.

Таблица 2

Должные и фактические характеристики величин специфических физических нагрузок в сопряжении с функциональными параметрами полузащитника в динамике первого ударного микроцикла

Последующее применение ЭТ в течение четырех ударных микроциклов практически обеспечило соответствие запланированных (должных) физических нагрузок фактическим в 100% случаев. И, в частности, в четвертом ударном 5-дневном ударном микроцикле достигнутое соответствие показано по параметру ЧССсум относительно больших величин нагрузки (таблица 3). Также достигнутое соответствие показано по параметру La, величины которого находятся в пределах предлагаемых пороговых режимов работы [11]. При этом уровень La снижен в сравнении с предыдущими микроциклами.

Таблица 3

Должные и фактические характеристики величин специфических физических нагрузок в сопряжении с функциональными параметрами полузащитника в динамике четвертого ударного микроцикла

Также в четвертом ударном микроцикле отмечена стабилизация величин ИН и ПЦА, достижение адекватных диапазонов в предлагаемых пороговых режимах работы [10]. Достигнутые показатели свидетельствуют о повышении уровня тренированности посредством совершенствования регуляторных механизмов. Таким образом, ЭТ на предсезонном этапе подготовки футболистов позволила решить задачу повышения уровня функциональной подготовленности игрока-полузащитника и достигнуть желаемого тренирующего эффекта – совершенствования систем энергообеспечения и регуляции адаптационных процессов в специфических высокоинтенсивных режимах работы в течение базового мезоцикла.

Выводы.

• 1.    Технология оперативного контроля и экспресс-оценки функциональной подготовленности на предсоревновательном этапе дает дополнительные возможности для обоснованного решения задач спортивного отбора и ориентации в детском спорте, а также индивидуализированной подготовки квалифицированных спортсменов.

• 2.    Разработанные алгоритмы контроля нагрузочных воздействий и экспресс-оценки функциональной подготовленности рекомендованы с возможностью использования в полевых условиях подготовки каратистов, пловцов, футболистов.