Вариабельность переменно-интервального метода тренировки с учетом метаболических особенностей студентов

Введение. Как зарубежные, так и отечественные современные специалисты в области физической культуры и спорта, рассматривая эффект от занятий физическими упражнениями, все чаще предлагают делать акцент в физическом воспитании не на развитие двигательных способностей и овладевание учащимися двигательными умениями и навыками, а на оздоровление организма средствами физической культуры и профилактику различных болезней (Е.А. Черепов, В.Г. Шилько, А.И. За-гревская, С.В. Радаева, А.А. Бишаева, L.B. Andersen, C.R. Burgeson и др.). По мнению Всемирной организации здравоохранения, пандемией XXI века является метаболический синдром – комплекс обменных, гормональных и клинических нарушений, происходящих на фоне ожирения, с недавних пор и среди молодого поколения [10]. Установлено, что гиподинамия, расстройство пищевого поведения с преобладанием жиров и простых углеводов в рационе, отсутствие режима сна и отдыха, и хронический стресс пагубно сказываются на молодом организме, тем не менее, именно такие привычки нередко встречаются у студенческой молодежи [4, 13, 14].

Следует отметить, что большинство метаболических нарушений, а их на сегодняшний день более 600 (и выявляются новые) [6], а также сопутствующие им морфофункциональные сдвиги (ожирение I степени и низкий уровень физической работоспособности) на данный момент не относятся к категории заболеваний, препятствующих занятиям физической культурой и спортом в основной медицинской группе. В то же время число студентов высших учебных заведений с избыточной массой тела, повышенным уровнем глюкозы, симптомами пониженной функции щитовидной железы и дефицита тестостерона и другими нарушениями обменных процессов становится все больше. Ввиду отсутствия протоколов организации учебно-тренировочного процесса с учетом индивидуальных особенностей здоровья студенты занимаются согласно общепринятой рабочей программе с применением стандартных и единых для всех методов физического воспитания, что значительно повышает риск получения ими травм, перенапряжения и обострения заболеваний.

В связи с этим целью нашего исследования явилось теоретическое обоснование вариабельности использования переменно- интервального метода тренировки студентов с учетом их метаболических особенностей.

Материалом для исследования послужил анализ отечественных и зарубежных литературных источников, освещающих влияние различных по характеру и интенсивности переменных нагрузок на физиологические системы занимающихся.

Результаты. Применяемый еще во времена Древней Греции, интервальный метод тренировки (тренировка с переменной нагрузкой [9]) нашел свою современную формализацию как структурированный метод упражнений в начале ХХ века во многом благодаря экспериментам Астранда (Astrand, 1950), изучавшего влияние упражнений различной интенсивности на сердечно-сосудистую систему. Исследования ученого показали, что чередование упражнений повышенной интенсивности с интервалами активного восстановления и отдыха приводят к заметному улучшению аэробных возможностей и общей физической подготовленности [5]. Ю.И. Евсеев и В.Н. Платонов, подчеркивая оздоровительный эффект переменных нагрузок, рекомендуют их как оптимальный способ укрепления кардио-респираторной системы [2, 8].

В настоящее время существуют различные способы реализации переменно-интервального метода: с использованием ускорений, работой «до отказа», чередованием интервалов различной продолжительности и интенсивности, с сочетанием в одном комплексе нагрузок, различных по характеру.

Ввиду разнообразия способов реализации переменно-интервального метода на первое место встает вопрос выбора оптимальных средств и способов дозирования основных параметров физической нагрузки, что, на наш взгляд, должно осуществляться на основе учета индивидуальных метаболических особенностей и предпочтений занимающихся.

Инсулинорезистентность. Одной из актуальнейших тем современных исследований в области дозирования нагрузок с учетом метаболических отклонений является влияние физических упражнений на инсулинорези-стентность и массу тела [17]. Установлено, что при инсулинорезистентности осложняется проникновение глюкозы в ткани, в связи с чем поджелудочная железа повышает выработку инсулина. Длительная работа в усиленном режиме приводит к износу β-клеток, и посте- пенно продуцирование инсулина снижается. Из-за дефицита гормона увеличивается концентрация глюкозы в крови, что может привести к изменению веса, снижению работоспособности, слабости и другим негативным последствиям. В случае повышения показателя индекса инсулинорезистентности основным рычагом управления анаболическим действием инсулина посредством физических нагрузок является снижение уровня глюкозы [20].

Обзорный анализ J. Paquin и J.C. Lagacе, включающий исследования влияния разнонаправленных упражнений на уровни инсулина и глюкозы за последние 20 лет, показал, что в случае гипергликемии сочетание нагрузок аэробного и силового характера оказывают наиболее положительное влияние на показатели физической работоспособности. Данный механизм заключается в переменном воздействии как на процесс утилизации свободной глюкозы в крови, так и на скелетно-мышечный аппарат (развивая мускулатуру, способствующую увеличению самой скорости утилизации глюкозы, а также активации анаболического действия инсулина за счет снижения уровня глюкозы в крови) [16].

Комбинирование силовых нагрузок и нагрузок аэробного характера, на наш взгляд, наиболее удобно осуществлять с помощью применения переменно-интервального метода (рис. 1):

– интервалы работы в аэробном режиме развивают окислительные мышечные волокна, обеспечивающие наращивание аэробной производительности, увеличивают митохондриальную емкость, позволяющую использовать большее количество свободной глюкозы в качестве субстрата для производства АТФ;

– интервалы работы в силовом режиме способствуют повышению капиллярности скелетной мускулатуры, включению дополнительных двигательных единиц, увеличению энергозатрат и при развитии гипертрофии мышечной ткани – увеличению величины основного обмена.

Оба режима работы оказывают быстрый тренировочный эффект через снижение свободной глюкозы в крови и в долгосрочной перспективе несут разнонаправленное положительное воздействие на организм в целом.

Повышение индукции трийодтиронина и свободного тестостерона. В перечень характерных нарушений функции эндокринных систем, значительно участившихся у молодежи и вызванных как генетически детерминированными факторами, так и следствием гиподинамии и других негативных сторон несоблюдения здорового образа жизни, также относится и снижение индукции энергетических и стероидных гормонов (свободных форм трийодтиронина и тестостерона), играющих определяющую роль в регуляции энергетического, пластического обмена и репродуктивной функции [1, 3, 12, 18].

Современными исследованиями показано, что нагрузки взрывного характера (на уровне анаэробного порога и от 70 до 90 % от максимальной частоты сердечных сокращений) оказывают мощное стимулирующее воздействие на секрецию тиреоидных гормонов, а также, повышая максимальное потребление кислорода и развивая скоростные способности, положительно коррелируют с высоким уровнем свободного тестостерона [11, 15, 19]. Однако ввиду накопления высокого кислородного долга продолжительность таких нагрузок ли-

активация анаболического действия инсулина

ПРИМЕР

1. Подтягивания к перекладине.

2. Приседания.

3 Сгибание и разгибание рук.

4. Подъем туловища из положения лежа нагрузки силового характера аэробного хараткера

ПРИМЕР

Ходьба или бег 3-5 минут развитие скелетной мускулатуры _| снижение уровня свободной глюкозы повышение физической работос пособнос ти

Рис. 1. Переменно-интервальный метод с использованием упражнений различного характера при гипергликемии и инсулинорезистентности

Fig. 1. Variable-interval training of various protocols in hyperglycemia and insulin resistance

митирована возможностями кислородтранспортной и сердечно-сосудистой систем.

В связи с этим организация тренирующих воздействий переменно-интервальным методом, сочетающим короткие интервалы высокой интенсивности и более продолжительные интервалы в аэробном режиме (покрывающие кислородный долг и во сстанавливающие нормальный ритм сердца), на наш взгляд, наиболее оптимальна при пониженных уровнях свободных форм трийодтиронина и тестостерона (рис. 2). Стимулирование обеих эндокринных систем помимо срочного тренировочного эффекта, выражающегося через острую немедленную гормональную реакцию, несет также и следовой, и кумулятивный эффекты, увеличивая скорость основного обмена, развивая функциональные возможности кардиореспиратор-ной системы и снижая жировой компонент.

Ожирение. Стоит отметить, что зачастую ввиду единой природы возникновения (метаболический синдром) либо опосредованного влияния на смежные физиологические системы (ограничение физических возможностей) нарушение обмена веществ и низкие функциональные возможности наблюдаются у лиц с избыточной массой тела и высоким содержанием жира в теле [20] (рис. 3).

В юношеском возрасте данное состояние организма может повлечь за собой нарушения репродуктивной функции и эндокринной системы, а также является серьезным препятствием к успешной социализации как в учебном, так и в будущем трудовом коллективе. В связи с этим крайне важен поиск и внедрение эффективных и при этом безопасных способов снижения доли жирового компонента у лиц с избыточной массой тела, посещающих занятия физической культурой в вузе.

Применение переменно-интервального метода (рис. 4) с использованием упражнений как циклического, так и различного характера, на наш взгляд, в равной степени является оптимальным решением этой проблемы, однако с определенными коррективами.

Наличие избыточной массы тела ограничивает занимающихся в развитии высокой скорости в беге, соответствующей анаэробному порогу, в связи с чем чередование интенсивностей нагрузки, соответствующих границам зоны аэробно-анаэробного типа энергообеспечения, позволяет исключить риск возникновения состояния перенапряжения и травматизма.

Установлено, что деградация жирных кислот (в-окисление) происходит в митохондриях

анаэробная зона нагрузки

•достаточный стимул к перестройке эндокринной системы

•аэробная зона нагрузки

ПРИМЕР

700 метров ходьбы со скоростью 5 км/ч

ПРИМЕР

300 метров бега со скоростью 10 км/ч устранение кислородного долга, восстанавление нормального ритма повышение МПК и развитие скоростных способностей повышение индукции ТЗи тестостерона

Рис. 2. Переменно-интервальный метод с использованием упражнений циклического характера при пониженных уровнях свободных форм трийодтиронина и тестостерона

Fig. 2. Variable-interval training of cyclic exercise protocols in reduced levels of free triiodothyronine and testosterone

низкии уровень функциональных возможностей

Рис. 3. Взаимосвязь морфофункциональных особенностей и метаболических нарушений

Fig. 3. Relationships between morphofunctional features and metabolic disorders

АКТИВАЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА ЖИРОВ

УКРЕПЛЕНИЕ

СКЕЛЕТНОЙ

МУСКУЛАТУРЫ

СНИЖЕНИЕ ЖИРОВОГО КОМПОНЕНТА

АКТИВАЦИЯ

МЕТАБОЛИЗМА

ЖИРОВ

СНИЖЕНИЕ РИСКА ПОТЕРИ СКЕЛЕТНОЙ МУСКУЛАТУРЫ

Рис. 4. Переменно-интервальный метод при снижении содержания жира

Fig. 4. Variable-interval training for fat reduction

Рис. 5. Переменно-интервальный метод с использованием упражнений циклического характера при снижении содержания жира в теле

Fig. 5. Variable-interval training of cyclic exercise protocols for fat reduction

клетки, снабжающих энергией другие ткани, в связи с чем наращивание митохондриальной емкости является необходимым этапом липолиза (Я. Кольман, К.Г. Рем). Вместе с тем переменная работа в аэробной и аэробноанаэробной зонах позволяет повысить потребление кислорода за счет увеличения ударного объема крови, а также развить систему утилизации лактата за счет наращивания окислительного потенциала и увеличения доли окислительных мышечных волокон, что в дальнейшем будет способствовать более легкой активации жирового обмена в покое [7] (рис. 5).

Таким образом, комбинация силовых и аэробных нагрузок, организованных переменно-интервальным методом, будет способствовать укреплению скелетной мускулатуры и активации метаболизма путем развития окислительных мышечных волокон. А комбинация циклических упражнений с различной интенсивностью, соответствующей границам зоны аэробно-анаэробного типа энергообеспечения, позволит снизить риск перенапряжения у лиц с низким уровнем работоспособности, будет способствовать активации метаболизма без риска потери мышечной массы.

Заключение. Приведенные нами на основе анализа научной и учебно-методической литературы варианты применения переменноинтервального метода на занятиях физической культурой студентов позволят эффективно и безопасно укреплять скелетную мускулатуру, снижать уровень свободной глюкозы и содержание жира в теле, развивать функциональные возможности организма и стимулировать индукцию энергетических и стероидных гормонов. Вариабельность содержания и параметров нагрузки различных компонентов метода обуславливается индивидуальными особенностями метаболических процессов занимающихся.

Применение каждого из описанных вариантов оказывает положительное влияние на несколько систем организма одновременно, что позволяет более комплексно решать задачи физического совершенствования занимающихся.

Проектирование тренирующих воздейст- вий методом переменных нагрузок повышает моторную плотность занятия за счет замещения интервалов пассивного отдыха, необхо димого для восполнения энергетических ресурсов низкоинтенсивной работой в восстановительном аэробном режиме.