Влияние активного отдыха в среднегорье на функциональное состояние организма спортсменов

Введение. Принцип цикличности тренировочного процесса, реализуемый в сфере спортивной деятельности, предполагает наличие переходного периода в подготовке спортсменов. Этот период характеризуется снижением напряженности тренировочного процесса, что в свою очередь отражается на функциональном состоянии систем организма, обеспечивающих высокую работоспособность в тренировочной и спортивной деятельности [1]. Высокий резерв функциональных систем организма, достигнутый в результате выполнения напряженной тренировочной программы в подготовительный и сорев- новательный периоды, в переходном периоде снижается, и при его завершении возникает необходимость использования специальных средств и методов для скорейшего восстановления физической работоспособности спортсменов [2, 3]. Для сохранения адекватного уровня функциональных резервов организма в переходный период используется широкий спектр методических подходов, включая занятия альтернативными видами спорта, средства восстановительной медицины, применение физико-химических факторов среды [4-6].

Большую популярность в спортивной медицине и практике получило использование горного климата для расширения функциональных резервов организма и улучшения спортивных результатов [4–8]. В этих целях используется организация тренировок в условиях средне- и высокогорья, которые проводятся на разных этапах подготовки к ответственным стартам [9–11]. Показано, что тренировка в горах приводит к повышению функциональных резервов внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы, улучшению газотранспортной функции крови, тканевого дыхания и аэробных возможностей организма [12–15]. Эти изменения сохраняются в период реадаптации после тренировок в горных условиях и лежат в основе повышения общей и специальной работоспособности спортсменов [16, 17]. По этим причинам тренировки в среднегорье, как правило, проводятся на подготовительном и соревновательном этапах подготовки и направлены на решение специфических задач, связанных с повышением функциональных резервов организма, физической работоспособности, общей и специальной выносливости [4, 9]. При этом имеются многочисленные сведения о саногенных эффектах природной и экспериментальной гипоксии, показаны системные и органные механизмы адаптации в горах [18–20]. Эти сведения послужили предпосылкой для рассмотрения возможности использования среднегорья в качестве средства разгрузки спортсменов для сохранения их функционального состояния и физической работоспособности на оптимальном уровне в переходный период тренировочного цикла.

Цель исследования. Изучить влияние активного отдыха на функциональное состояние организма и физическую работоспособность спортсменов в период пребывания в среднегорье и в последующий период реадаптации.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 9 спортсменов-мужчин в возрасте 19–22 лет, имеющих 1-й спортивный разряд, специализирующихся в беге на средние и длинные дистанции. От каждого обследуемого было получено информированное согласие на участие в исследовании в соответствии с утвержденным протоколом, этическими принципами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации.

Первый этап исследования был проведен в г. Бишкеке (Киргизская Республика) в начале переходного периода годичного цикла спортивной тренировки. Второй этап проходил во время трехнедельного пребывания спортсменов в среднегорье, на высоте 2000 м над ур. м. Третий этап – в трехнедельный период после возвращения спортсменов в предгорье (г. Бишкек) (период реадаптации).

В период пребывания в среднегорье у спортсменов отменялись специализированные тренировки и в распорядок дня вводился активный отдых в виде прогулок, спортивных игр, походов в горной местности. На всех этапах исследования в утренние часы проводилась оценка функционального состояния спортсменов. Исследования осуществлялись в стандартных условиях на 1–2, 6, 10 и 18-е сут пребывания в среднегорье и на 6–7-е и 20–21-е сут периода реадаптации. В состоянии относительного мышечного покоя у спортсменов определяли минутный объем дыхания (VE), жизненную емкость легких (VC), уровень максимальной вентиляции легких (MVV) и функциональный уровень дыхания (FLB), которые оценивали методом спирографии. Частоту сердечных сокращений (f), систолический (SV) и минутный объем (Q) кровообращения оценивали методом реографии (реограф «Реан-Поли», Россия). Содержание эритроцитов (RBC), гемоглобина (Hb) и гематокрит (Ht) определяли общепринятыми биохимическими методами в образцах периферической крови, полученных утром натощак. Максимальное потребление кислорода (VO 2max ) определяли прямым методом с использованием велоэргометрического теста ступенчато-возрастающей мощности до отказа испытуемых от работы; потребление кислорода (VO 2 ) определяли в состоянии относительного мышечного покоя и в динамике выполнения нагрузки (газоанализатор «Спи-ролит-2», Германия).

Математическую обработку материала проводили с использованием t-критерия Стьюдента. Статистическую значимость принимали на уровне p≤0,05. Расчеты выполняли с использованием пакета программ Statistica 10.0.

Результаты и обсуждение. Результаты проведенных исследований показали, что переезд спортсменов в среднегорье (высота

2000 м над ур. м.) не влияет на статические (VC) показатели внешнего дыхания (табл. 1).

При этом в состоянии относительного мышечного покоя минутный объем дыхания во все сроки пребывания в горах практически не изменяется по сравнению с контрольными данными, зарегистрированными в предгорье.

При оценке функциональных резервов внешнего дыхания оказалось, что максимальная вентиляция легких после переезда спортсменов в горы повышается от 22,2 % (p≤0,05) в начальный период горной адаптации до 31,1 % (p≤0,05) в конце третьей недели пребывания в горах.

Таблица 1

Table 1

Динамика внешнего дыхания у спортсменов на разных этапах пребывания в среднегорье и в период реадаптации (M±m)

Dynamics of external respiration in athletes at different stages of stay in the middle mountains and during the readaptation period (M±m)

Этап Stage		Показатели Parameters
		VC, мл VC, ml	MVV, л/мин MVV, l/min	VE, л/мин VE, l/min	FLB, у.е. FLB
Предгорье, исходный уровень Foothills, baseline		5606±420	148±6,2	9,1±0,6	107,1±10,7
Горы, 2000 м Mountains, 2000 m	1–2-й дни 1st–2nd days	5784±529	181±11,6*	7,9±0,4	138,5±7,9*
	6-й день 6th day	5717±331	188±10,7*	8,7±0,5	131,3±11,6*
	10-й день 10th day	5609±522	189±7,5*	9,4±0,8	139,5±12,2*
	18-й день 18th day	5814±402	194±8,8*	8,4±0,7	139,1±8,9*
Реадаптация Readaptation	6–7-й дни 6th–7th days	6150±606	174±6,7*	8,5±0,7	128,1±9,1
	20–21-й дни 20th–21st days	5748±381	167±7,2*	7,6±0,4*	136,8±9,2*

Примечание. * – здесь и далее различия достоверны по сравнению с исходным уровнем в предгорье (p≤0,05).

Note. * – hereinafter, the differences are significant compared to the baseline in the foothills (p≤0.05).

Поскольку MVV определяется резервными возможностями внешнего дыхания, можно полагать, что снижение атмосферного давления, плотности воздуха и, соответственно, респираторного сопротивления потоку в среднегорье снижает нагрузку на дыхательные мышцы и, следовательно, влияет на отмеченное увеличение показателя. О повышении респираторных резервов у спортсменов в условиях активного отдыха свидетельствует достоверное увеличение функционального уровня дыхания, которое отмечается в первые дни и сохраняется на стабильно высоком уровне (p≤0,05) на 10–18-е сут пребывания в среднегорье. Полученные данные свидетельствуют, что исключение из режима дня специфических тренировочных нагрузок и переключение спортсменов на режим активного отдыха в условиях среднегорья не только не ограничивает, но и способствует стабильно высокому поддержанию вентиляционных возможностей, в основе которых, очевидно, лежат природно-климатические факторы окружающей среды, включая гипоксический.

В период реадаптации эффект активного отдыха в среднегорье сохраняется (табл. 1). Так, при неизменных величинах VC и VE в период реадаптации резерв внешнего дыхания у спортсменов сохраняется повышенным на протяжении всего периода наблюдения после спуска в равнину. Подтверждением этого служат стабильно высокие уровни MVV и FLB, которые сохраняются, несмотря на повышение атмосферного давления после спуска в долину, на протяжении 20–21 сут реадаптации. Подобные изменения, по-видимому, следует рассматривать как следствие хронического действия гипоксии, пребывание в условиях которой приводит к адаптивным морфофункциональным изменениям в паренхиме легких, основных и вспомогательных респираторных мышцах [18], определяющих сравнительно высокий резерв внешнего дыхания после спуска на равнину.

Известно, что пребывание в горах сопровождается реактивными изменениями сердечно-сосудистой системы, сопряженными с компенсацией артериальной гипоксемии и тканевой гипоксии [18]. Результаты исследования показали, что в период пребывания спортсменов в среднегорье отмечаются достоверное увеличение Q в первые дни адаптации (1–2-е сут) и его стабилизация на относительно высоком уровне в последующие сроки наблюдения (табл. 2).

Таблица 2

Table 2

Изменения системной гемодинамики у спортсменов на разных этапах пребывания в среднегорье и в период реадаптации (M±m)

Changes in systemic hemodynamics in athletes at different stages of their stay in the middle mountains and during the readaptation period (M±m)

Этап Stage		Показатели Parameters
		Q, л/мин Q, l/min	SV, мл SV, ml	HR, уд/мин HR, b/min
Предгорье, исходный уровень Foothills, baseline		5,9±0,4	93,7±7,2	62,5±1,8
Горы, 2000 м Mountains, 2000 m	1–2-й дни 1st–2nd days	6,9±0,5*	134,9±7,3*	51,5±2,1*
	6-й день 6th day	6,2±0,3	117,6±6,3*	53,7±0,8*
	10-й день 10th day	6,5±0,5	117,8±10,5*	54,8±2,0*
	18-й день 18th day	6,7±0,5	134,9±12,6*	49,8±2,3*
Реадаптация Readaptation	6–7-й дни 6th–7th days	5,2±0,4	90,0±5,0	57,4±2,8
	20–21-й дни 20th–21st days	4,5±0,2*	78,2±2,1*	57,4±1,6*

Установлено, что поддержание относительно высокого уровня Q на всем протяжении исследования в среднегорье происходит на фоне достоверного увеличения систолического выброса, что свидетельствует об активации инотропных эффектов и повышении сократимости сердца. При этом имеет место до- стоверное снижение частоты сердечных сокращений, которая на 1–18-е сут исследования снижается в среднем от 12,4 до 20,3 % (p≤0,05) по сравнению с контрольными данными в предгорье. Отмеченное повышение инотропизма миокарда в среднегорье, по-ви-димому, сопряжено с особенностями регуля- ции сердца спортсменов и проявлением «экономизации» его деятельности в условиях умеренной гипоксии.

После возвращения в предгорье (реадаптация) отмечалось снижение систолического и минутного объема кровообращения при умеренном повышении частоты сердечных сокращений. При этом на 6–7-е сут после возвращения в предгорье показатели системной гемодинамики практически не отличались от контрольных величин, отмеченных до переезда в среднегорье, а на 20–21-е сут реадаптации снижались и стабилизировались на более низком, по сравнению с исходным, уровне. Очевидно, это связано с эффектом мышечной

«разгрузки» в период активного отдыха, стабилизацией сердечно-сосудистой системы на новом функциональном уровне, сопряженном с пролонгированным ограничением больших по объему и мощности двигательных режимов.

Для оценки показателей газотранспортной функции крови у спортсменов до, во время пребывания в среднегорье и после возвращения в предгорье определяли содержание эритроцитов, гемоглобина и гематокрит (табл. 3). Результаты исследования показали, что в первые дни (1–2-е сут) после переезда спортсменов на высоту 2000 м над ур. м. отмечается тенденция к повышению всех показателей (табл. 3).

Таблица 3

Table 3

Изменения периферической крови у спортсменов на разных этапах пребывания в среднегорье и в период реадаптации (M±m)

Peripheral blood changes in athletes at different stages of their stay in the middle mountains and during the readaptation period (M±m)

Этап Stage		Показатели Parameters
		Hb, г/л Hb, g/l	RBC, 1012/л RBC, 1012/l	Hct, %
Предгорье, исходный уровень Foothills, baseline		139,0±7,5	4,7±0,7	42,4±3,9
Горы, 2000 м Mountains, 2000 m	1–2-й дни 1st–2nd days	151,0±9,0	4,9±0,1	46,8±2,6
	6-й день 6th day	186,0±6,6*	4,7±0,1	53,6±0,1*
	10-й день 10th day	181,0±2,1*	4,8±0,1	54,4±3,5*
	18-й день 18th day	186,0±3,7*	4,9±0,1	54,8±1,0*
Реадаптация Readaptation	6–7-й дни 6th–7th days	144,0±6,6	4,8±0,2	42,6±1,7
	20–21-й дни 20th–21st days	147,0±5,5	4,9±0,7	43,8±1,0

В последующие сроки содержание гемоглобина увеличивается на 30–33 % (p≤0,05) на фоне повышенного (28,5 %) гематокрита. Можно полагать, что увеличение кислородной емкости крови (повышение Hb) в этих условиях сопряжено с гемоконцентрацией, которая возникает в горах в связи с пониженной влажностью воздуха и потерей жидкос- ти. Возможной причиной улучшения кислородтранспортной функции крови является активация эритропоэза, увеличение количества ретикулоцитов и улучшение цветового показателя в условиях гипоксии [16]. Важная роль в развертывании этих процессов принадлежит активации молекулярно-клеточных механизмов, в частности гипоксией индуцируемого фактора (Hif 1A), белка, который в условиях дефицита О2 влияет на экспрессию более 100 генов, реализующих ответные реакции на гипоксию, включая экспрессию генов эритропоэза, ангиогенеза, углеводного обмена и т.д. [21–23]. В условиях нормоксии этот путь мобилизации системных и тканевых механизмов приспособления к гипоксии инактивируется [23, 24].

Действительно, результаты исследования показали, что в первые дни реадаптации имеет место снижение RBC и Hb, однако на 6–7-е и 20–21-е сут их уровень сохраняется на достаточно высоком уровне.

Важным критерием оценки функционального состояния спортсменов в процессе пребывания в среднегорье и в период реадаптации является уровень максимального потребления О2, характеризующий аэробные возможности и общую физическую работоспособность спортсменов. Известно, что уровень аэробных возможностей и физической работоспособности зависит от высоты местности и снижается в среднем на 10 % на каждую тысячу метров подъема в горы. В этих условиях увеличивается кислородная стоимость мышечной работы, отмечаются реактивные изменения всех звеньев системы транспорта О2, повышается степень развивающейся тканевой гипоксии, что является базовым принципом организации тренировочного процесса в горных условиях, который обеспечивает повышение резервных возможностей. В рамках проведенного нами исследования этот принцип был изменен и специальные тренировки заменялись активным отдыхом.

Результаты тестирования спортсменов показали, что пребывание в среднегорье сопровождается снижением уровня VO 2max (табл. 4). Так, относительный уровень VO 2max достоверно снижается на 16,3 % (p≤0,05) в первые двое суток, сохраняется сниженным на 10,8 и 9,5 % (p≤0,05) на 6-е и 10-е сут, а на 18-е сут адаптации в среднегорье практически не отличается от исходных данных в предгорье.

Таблица 4

Table 4

Изменения максимального потребления кислорода у спортсменов в среднегорье и в период реадаптации (M±m)

Changes in maximal oxygen consumption in athletes during their stay in the middle mountains and readaptation period (M±m)

Этап Stage		VO2max
		мл/мин ml/min	мл/мин/кг ml/min/kg
Предгорье, исходный уровень Foothills, baseline		3483±39	49,2±1,4
Горы, 2000 м Mountains, 2000 m	1–2-й дни 1st–2nd days	2996±84*	42,3±1,6*
	6-й день 6th day	3141±55*	44,4±1,7*
	10-й день 10th day	3177±46*	44,9±1,6*
	18-й день 18th day	3293±43*	47,4±1,3*
Реадаптация, 760 м Readaptation, 760 m	6–7-й дни 6th–7th days	3612±49*	52,0±0,9*
	20–21-й дни 20th–21st days	3509±51	50,5±1,1

Динамика этих изменений свидетельствует, что по мере увеличения сроков пребывания в среднегорье уровень VO 2max восстанавливается и к окончанию исследования (20–21-е сут) практически не отличается от данных в предгорье. Эти данные свидетельствуют о формировании стабильной фазы адаптации, которая характеризуется совокупностью морфофункциональных изменений в органах и тканях и сопровождается повышением устойчивости к гипоксии [18]. В период реадаптации положительный эффект горной адаптации сохраняется [16]. Результаты тестирования аэробных возможностей спортсменов показали, что на 6–7-е сут реадаптации уровень VO 2max достоверно увеличивается на 9,7 % (p≤0,05) по сравнению с последним исследованием в среднегорье и на 5,7 % (p≤0,05)

превышает исходные данные, отмеченные до пребывания в горах.

Заключение. Двигательный режим активного отдыха в условиях среднегорья позволяет ограничить объемы и интенсивность специфической тренировочной работы на фоне сохранения высокого функционального уровня газотранспортной системы (внешнее дыхание, сердечно-сосудистая система, кровь) и аэробных резервов организма. Таким образом, снижение напряженности тренировочного процесса в условиях среднегорья может быть использовано для решения задач восстановления после соревновательного периода и подготовки к подготовительному при сохранении высокого функционального уровня систем, определяющих общую и специальную подготовленность спортсменов в беге на средние дистанции.