Технология интегральной оценки функциональных возможностей высококвалифицированных спортсменов разного возраста на основе моделирования адаптационных процессов

Методы. Работа выполнена на высококвалифицированных спортсменах мужского пола диапазонов юношеского (17-18 лет, n=123), первого (22-26 лет, n=82) и второго (40-46 лет, n=156) зрелого возраста, представителей популярных видов спорта, предусматривающих воздействие на организм специфических физических нагрузок, направленных на тренировку аэробной и скоростно-силовой выносливости (соответственно пловцы, бегуны, велосипедисты, специализирующиеся на длинные дистанции, – группа «выносливость» и гиревики – группа «сила»). Проведены 4 эм- пирические серии исследований. В первой серии изучали уровень биоэнергетических возможностей и неспецифических адаптационных функций путем анализа лакто– и лейкограмм. Применяли биохимические и гематологические методы (автоматические гематологические и биохимические анализаторы крови, Россия). Во второй серии исследовались гормональноадаптивные функции методом твердофазного имму-ноферментного анализа (иммуноферментный полуавтоматический планшетный фотометр Stat Fax 2100, термостат (инкубатор) – шейкер для планшетов (на 2 планшета) Stat Fax 2200, Awareness Technology, США) содержания кортизола (набор реагентов СтериодИФА-кортизол-01, ЗАО «Алкор Био» Россия, референсные значения кортизола 150-760 нмоль/л). В третьей серии исследовали вегетативную регуляцию и функцию гемодинамики. Применяли реографический метод (восьмиканальный тетраполярный реограф РЕОКОМ Стандарт, Украина) с технологиями анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) и центральной гемодинамики. В четвертой серии исследовали вентиляторную и газообменную функции. Применяли спиропневмота-хометрию (спирометр пневмотахометрического типа SPIROBANK G, Италия), газовый анализ выдыхаемого воздуха (оптико-акустический газоанализатор двуокиси углерода Кедр-1А, Россия и термохимический газосигнализатор кислорода Щит-3, Украина). Во всех сериях предлагались условия велоэргометрического теста ступенчато-возрастающей нагрузки (велоэргометр Kettler, Германия) и специфического нагрузочного тестирования (дистанционное плавание для пловцов и упражнение «рывок гири» для гиревиков), в которых по параметрам мощности, интенсивности и продолжительности воздействия моделировались поровые режимы нагрузки – аэробный, аэробно-анаэробный, анаэробно-аэробный. Результаты исследований обработаны с применением параметрических и непараметрических методов статистики (программное обеспечение STATISTICA 10.0). Аналитическая база исследований представлена классификацией адаптационных реакций, моделированием и систематизацией возрастных изменений в адаптационных функциях основных систем.

Результаты. Применение методологии интегральной оценки функциональных возможностей организма, основанной на классификации общих адаптационных изменений и срочных ответов основных систем на специфические и стандартные пороговые режимы работы, позволило определить спектр типов неспецифических, метаболических, гормональных, вегетативных, гемодинамических и вентиляторных реакций у высококвалифицированных спортсменов разных возрастных диапазонов. Представленная классификация (таблица 1) послужила основой для моделирования структуры функциональных возможностей по критерию ти-пирования выраженности адаптационных реакций в функциональных профилях основных систем. При этом типы реакций отражены в стандартном цветовом раз- решении CIEXYZ, где условно красной цветовой гамме спектра соответствует усиление реакций, синей – ослабление, белой – отсутствие выраженности реакции.

Использование условных спектров цвета в моделировании функциональных возможностей у спортсменов в диапазоне 17-46 лет позволило раскрыть физиологические закономерности инволютивно-возрастных изменений в доминирующих механизмах адаптации с учетом специфики нагрузочного фактора. Так, при воспроизведении спектральной цветности моделей было отмечено, что в инволютивно-возрастном векторе цветовое пространство моделей в синем спектре уменьшается, тогда как в красном увеличивается. Это говорит об усилении и большей выраженности реагирования адаптационных систем на пороговые режимы физических нагрузок при достижении высококвалифицированными спортсменами «поздних» возрастных диапазонов.

В свою очередь цветовая детализация спектра адаптационных реакций функциональных профилей в условиях высокоинтенсивного анаэробно-аэробного режима работы демонстрировала у спортсменов юношеского возраста малую долю цветового пространства в красном спектре (соответствует усилению реакций), что отмечено избирательно в гормональном и метаболическом профилях. При этом в группе «выносливость» определено доминирование глюкокортикоидного профиля, а в группе «сила» метаболического. Извест- но, что усиление реакций данных звеньев адаптации с целью мобилизации энергии происходит при участии симпатоадреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем, активация которых способствует выбросу в кровь адреналина и кортизола [9]. Адреналин относится к гормону короткого действия и осуществляет быструю мобилизацию энергетических возможностей организма, выход в кровь глюкозы из депо, что очень важно при кратковременных и интенсивных нагрузках. В свою очередь глюкокортикоиды способны поддерживать выход в кровь гликолитических и белковых источников энергии в течение длительного времени. Поэтому в ответ на стрессор секреция катехоламинов начинается раньше, чем кортизола. При особенно длительных и тяжелых нагрузках хорошим прогностическим признаком является активация гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы по показателю кортизола. В связи с этим у юношей группы «выносливость» доминирование глюкокортикоидного звена отражает способность к длительному поддержанию работоспособности, что связано со спецификой адаптации. В группе «сила» доминирование метаболического звена реакции говорит о необходимости быстрого выхода энергетических ресурсов, и в частности, глюкозы в кровь, что важно при специфических нагрузках скоростно-силового характера. Это подтверждается усилением у юношей группы «сила» метаболического механизма и повышением его сенситивно-

сти на сравнительно низком пороговом уровне специфической работы. Также у юношей группы «сила» при специфической работе и в частности на ее сравнительно низком пороговом уровне отмечается усиление реакции в глюкокортикоидном звене, что свидетельствует о необходимости энергетической поддержки в связи с быстрым расходованием гликолитических источников энергии.

В диапазоне первого зрелого возраста (22-26 лет) цветовое пространство функциональных профилей в красном спектре в условиях анаэробно-аэробного режима работы сравнительно широкое, что свидетельствует о сопряжении и большей выраженности усиления механизмов адаптации в связи с повышением реагирования организма на высокоинтенсивную пороговую нагрузку. Так, в группе «выносливость» усиление адаптационных реакций отмечено в гормональном, метаболическом и вентиляторном профилях. При этом основным фактором, оказывающим влияние на усиление вентиляции, являются гуморальные стимулы, обусловленные более выраженными эндокриннообменными сдвигами [10]. Свидетельством тому является усиление метаболической и вентиляторной реакций уже на сравнительно низком пороговом режиме работы (аэробно-анаэробном), что говорит о повышении чувствительности организма к гуморальным стимулам. В группе «сила» показано сопряженное усиление адаптационных реакций во всех функциональных профилях, что сопровождается, прежде всего, напряжением на уровне вегетативной нервной регуляции.

В возрастном диапазоне второго зрелого возраста (40-46 лет) при высокоинтенсивной пороговой работе в группе «выносливость» в цветовом пространстве функциональных профилей отмечено избирательное появление сегментов синего спектра в гормональном и вентиляторном профилях, что говорит об ослаблении ответов относительно низкоинтенсивных пороговых нагрузок. Наряду с этим отмечено избыточное усиление метаболических реакций, и особенно при стандартной работе. Падение активности гормональных и вентиляторных факторов при высокоинтенсивной работе относительно низкоинтенсивной связано с понижением порога нагрузки, что говорит о снижении тренированности и формирует большую выраженность метаболического напряжения, и особенно, на высоком пороговом уровне стандартной нагрузки. Необходимо отметить, что в условиях специфической высокоинтенсивной нагрузки отмечается ослабление в напряжении метаболических реакций. То есть можно полагать, что специфические условия нагрузки для высококвалифицированных спортсменов второго зрелого возраста, тренирующих аэробную выносливость, являются наиболее оптимальными.

В группе «сила» 40-46 лет при работе в высокоинтенсивном режиме нагрузки также отмечали ослабление вентиляторной реакции при сопряженном избыточном усилении метаболической реакции. При этом имело место и значительное усиление глюкокортикоидной реакции, что может дополнительно влиять на снижение центрального вентиляторного посыла. Так-

Рисунок 1. Схема доминирования адаптационных механизмов при выполнении работы в анаэробно-аэробном режиме у высококвалифицированных спортсменов мужского пола разного возраста (в – группа «выносливость»; с – группа «сила»)

же отмечали избыточное усиление вегетативных нервных реакций, что обусловливало усиление гемодинамического ответа по выраженному гиперкинетическому типу [9]. То есть в данной возрастной группе гиревиков сопряженное избыточное усиление адаптационных реакций формировало условия для напряжения адаптационных функций основных систем на уровне высокоинтенсивной стандартной нагрузки. В свою очередь, на уровне работы сравнительно низкой интенсивности совокупное избыточное усиление адаптационных реакций основных систем не обнаружено (в профилях преобладает синий спектр реакций), что говорит в пользу применения данных нагрузок для оптимизации адаптации гиревиков 40-46 лет.

Таким образом, условно воспроизведенные в цветовом разрешении функциональные модели продемонстрировали как особенности организации функций при срочной адаптации к пороговым нагрузкам, так и доминирующие при этом адаптационные механизмы. На рисунке 1 сконцентрировано внимание на доминировании адаптационных функций при высокоинтенсивном анаэробно-аэробном режиме работы, что определяет особенности максимальных функциональных возможностей для высококвалифицированных спортсменов разных возрастных диапазонов. На схеме показано, что в юношеском возрастном диапазоне 17-18 лет: у спортсменов, тренирующих аэробную выносливость, выражено усиление гормонального механизма адаптации; у спортсменов, тренирующих скоростно-силовую выносливость, – метаболического механизма.

В диапазоне первого зрелого возраста 22-26 лет: у спортсменов, тренирующих аэробную выносливость, отмечается усиление гормонального, метаболического и вентиляторного механизмов; у спортсменов, тренирующих скоростно-силовую выносливость, выражен совокупный ответ, связанный с усилением основных физиологических механизмов адаптации. В диапазоне второго зрелого возраста 40-46 лет: у спортсменов, тренирующих аэробную выносливость, выражено ослабление вентиляторного механизма при усилении метаболического; у спортсменов, тренирующих скоростно-силовую выносливость, имеет место совокупное избыточное усиление гормонального, метаболического, вегетативного нервного и гемодинамического механизмов адаптации при ослаблении вентиляторного механизма.

Выводы.

• 1.    Технология интегральной оценки функциональных возможностей, проведенная на основе моделирования и визуализации функциональных моделей в условном цветовом разрешении, позволила установить возрастные изменения у высококвалифицированных спортсменов в диапазоне 17-46 лет, выражающиеся в принципе смещения (усиления или ослабления) в ряду сопряженных адаптационных функций в условиях пороговых нагрузок.

• 2.    Воспроизведение моделей обеспечивает возможность прогнозирования функциональных возможностей основных систем организма высококвалифицированных спортсменов в инволютивно-возрастном векторе адаптации и разрабатывать мероприятия, направленные на профилактику перетренированности при продолжительных занятиях спортом.

С. 57-62.

Kuban State University of Physical Education, Sports and Tourism, Krasnodar.

The article presents the technology of integrated assessment of the functionality of highly qualified male athletes in the age ranges of 17-18, 22-26 and 40-46 years on the basis of simulation of adaptation processes.

Biochemical, hematological, immunological, rheo-graphic, spirometric, ergometric methods, as well as the method of gas analysis of exhaled air and statistical data analysis have been used to assess the functionality at the level of the main adaptive mechanisms (nonspecific, hormonal, metabolic, hemodynamic, ventilatory).