Влияние физической нагрузки на стабилографические показатели статокинетической устойчивости спортсменов различных специализаций

A.S. Nazarenko, ,

F.A. Mavliev, ,

V.R. Karfik, ,

F.R. Zotova, ,

Введение. Физические нагрузки оказывают значительное влияние на изменение показателей статокинетической устойчивости спортсменов за счет влияния накопленного утомления и различных физиологических реакций. Научные исследования показывают, что как аэробные, так и анаэробные физические нагрузки ухудшают показатели статоки-нетической устойчивости, что проявляется в увеличении площади, а также и скорости колебаний центра давления [10]. У спортсменов скорость колебаний центра давления увеличивается на 10–47 % в зависимости от типа утомления [3]. В основе этих изменений лежат различные физиологические механизмы. При кратковременных интенсивных нагрузках ведущую роль играет гипервентиляция, а при длительных нагрузках основным фактором становится утомление [12]. Скорость восстановления статокинетической функции также коррелирует с уровнем тренированности сердечно-сосудистой системы. Исследование

A. Zech с соавт. показало, что восстановление частоты сердечных сокращений объясняло 6,5–14,2 % вариации постуральной стабильности во время восстановления [3].

Исследования спортсменов различных видов спорта показывают, что динамика показателей статокинетической устойчивости существенно различается в зависимости от специализации: у стрелков хорошая постуральная устойчивость, которая достигается благодаря проприоцептивным сигналам [1, 12]; у гимнастов отмечают эффективное сохранение баланса на различных нестабильных поверхностях, и это регистрируется даже при тестировании с закрытыми глазами [5, 12]; в игровых и в циклических видах главным фактором ухудшения статокинетической устойчивости является утомление [7].

Согласно исследованиям Z.G. Fox с соавт. (2008), среднее время восстановления показателей статокинетической устойчивости до исходного уровня после физической нагрузки составляет 8–13 минут [4]. При этом последующее ухудшение показателей статокинети-ческой устойчивости (выраженные в увеличении площади и длины траектории центра давления) является предикторами риска травм нижних конечностей в последующих тренировках [9]. Во многих исследованиях используются различные протоколы нагрузочного тестирования, что делает сложным сравнение показателей статокинетической устойчивости после физической нагрузки в ходе анализа научных работ. Так, в качестве физической нагрузки применяются протоколы с беговой нагрузкой, ускорения в виде повторных сприн-тов, субмаксимальный тест PWC170 и т. д.

В связи с вышеперечисленным становится актуальным исследование динамики показателей статокинетической устойчивости у спортсменов различных видов спорта на различные регламентированные дозированные физические нагрузки.

Цель исследования : оценить влияние физической нагрузки на стабилографические показатели статокинетической устойчивости у спортсменов различных видов спорта.

Материалы и методы. Исследование проводилось в первой половине дня на базе НИИ Физической культуры и спорта ФГБОУ ВО «Поволжский ГУФКСиТ» (г. Казань). Было исследовано 227 человек мужского пола, активно занимающихся спортом, со стажем не менее 9 лет. Спортивная квалификация исследуемых – от второго взрослого разряда до мастера спорта РФ. Виды спорта: циклические (бег на средние и длинные дистанции, лыжные гонки, плавание и академическая гребля), прицельные (стендовая стрельба) и ситуационные (баскетбол, бадминтон, волейбол, футбол, теннис, хоккей и борьба) виды спорта. Контрольная группа в количестве 50 человек состояла из неспортсменов.

Оценка статокинетической устойчивости проведена с помощью стабилоанализатора с биологической обратной связью «Стабилан-01» ЗАО «ОКБ «Ритм» (г. Таганрог). Для представленной научной работы использовались показатели качества функции равновесия (КФР, %), доверительная площадь эллипса (S ELLS , мм²), линейная скорость перемещения центра давления (V СР , мм/с); скорость изменения площади статокинезиограммы (V_S мм²/с) и индекс скорости (IV, усл. ед.).

В качестве физической нагрузки использовалась скоростно-силовая (сгибание и раз- гибание рук в упоре лежа – 30 раз) и циклическая ступенчато-возрастающая нагрузка на велоэргометре (на первой ступени, длительность которой составляла 3 мин, величина нагрузки равнялась 50 Вт, затем мощность увеличивали на 30 Вт на каждой последующей ступени (длительность 2 мин) до ЧСС 170 уд/мин). Кроме этого, использовалась вестибулярная нагрузка в виде пробы Воячека, которая предъявлялась с использованием кресла Барани и заключалась в 5 вращениях за 10 с.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета IBM SPSS Statistics (версия 27). Для оценки статистической значимости различий между четырьмя независимыми группами применялся критерий Краскела – Уоллиса. При выявлении статистически значимых различий выполнялись апостериорные парные сравнения с использованием критерия Манна – Уитни. Для определения вклада отдельных стабило-метрических показателей в межгрупповую дифференциацию был проведён канонический дискриминантный анализ. В модель включались показатели изменения параметров постурального контроля после различных видов нагрузочных проб. Априорные вероятности групп принимались равными. Значимость дискриминантных функций оценивалась с использованием критерия лямбды Уилкса. Интерпретация вклада переменных осуществлялась на основании стандартизованных коэффициентов и структурных корреляций.

Результаты. Результаты дискриминантного анализа показали, что наиболее значимым признаком, разделяющим исследуемые группы, является показатель S ELLS (см. рисунок), который позволяет различать группы по реакции статокинетической системы на разные виды физических нагрузок. В связи с этим в данной работе для анализа брались те показатели стабилографии, которые обладали наибольшей дискриминирующей способностью.

Проба с вестибулярной нагрузкой. Представители ситуационных видов спорта демонстрируют минимальные изменения линейной скорости и площади колебаний центра давления (табл. 1). Это, возможно, связано с тем, что в ходе тренировочной деятельности выработаны навыки, позволяющие контролировать позу при резких сменах положения тела. Специфичность тренировок и их способность формировать «универсальную» ста-токинетическую устойчивость к различным

Изменение площади доверительного эллипса в ответ на различные виды нагрузок Change in confidence ellipse area in response to various loads

Таблица 1

Table 1

Динамика изменений показателей статокинетической устойчивости в ответ на вестибулярную нагрузку

Changes in statokinetic stability indicators in response to vestibular stimulation

Виды спорта Sports	V СР , мм/с V AV , mm/s	SELL S , мм² S ELLS , mm²	КФР, % QEF, %
Ситуационные (1) / Situational (1)	2,95 ± 1,4834	67,27 ± 33,4134	–8,19 ± 3,2634
Циклические (2) / Cyclic (2)	4,48 ± 2,684	112,65 ± 52,2834	–8,66 ± 4,5934
Прицельные (3) / Target (3)	5,93 ± 1,701	184,74 ± 43,6312	–15,61 ± 3,0012
Контрольная группа (4) / Control group (4)	7,29 ± 2,2112	159,36 ± 57,3912	–15,79 ± 5,7312

Примечание. Здесь и в табл. 2, 3 индексы над значениями – статистическая значимость отличий при р < 0,05 от соответствующей группы, где 1 – ситуационные виды спорта, 2 – циклические виды спорта, 3 – прицельные виды спорта, 4 – контрольная группа.

Note. Here and in tables 2, 3, superscript indices indicate statistically significant differences (p < 0.05) relative to the corresponding group: 1 – situational sports, 2 – cyclic sports, 3 – target sports, 4 – control group.

вестибулярным возмущениям показана и в других исследованиях [6, 8]. Обращает на себя внимание то, что у представителей прицельных видов спорта отмечается более выраженная реакция статокинетической системы на вестибулярную нагрузку, которая схожа с реакцией контрольной группы. По всей видимости, стрелки в условиях тренировок, требующих статической устойчивости, не могут оказать регуляторную компенсацию, так как вырабатывают жесткую статическую устойчивость с опорой на зрение [11]. При вестибулярном раздражении у них отмечаются большие изменения, так же как и у представителей контрольной группы. Сходные изменения фиксируются и по интегральному показателю «качество функции равновесия» – у представителей прицельных видов спорта и контрольной группы он снижается на ~15 %, тогда как у остальных всего на ~8 %.

Проба с физической скоростно-силовой нагрузкой на мышцы плечевого пояса и верхних конечностей (сгибание и разгибание рук в упоре лежа). После скоростно-силовой нагрузки представители прицельных видов спорта показали самый низкий прирост показателей линейной скорости и скорости изменения площади статокинезиограммы, что, возможно, говорит о специфике минимизации скорости колебаний центра давления. Но, несмотря на это, SELLS у них все же статистически значимо выше, чем у спортсменов ситуационных видов спорта. Иная реакция у представителей ситуационных видов: у них фиксируется наименьшая площадь разброса центра давления, что говорит об эффективной статокине-тической системе на фоне физического утомления. Исследования показывают, что при утомлении организм способен компенсировать снижение статокинетической устойчивости, используя различные сенсорные и моторные стратегии [8]. Низкие результаты в данной пробе отмечаются у контрольной группы: VСР возрастает и становится в 2,5 раза больше, чем у спортсменов. Можно предположить, что неспортсмены не способны изолировать тремор рук вследствие утомления мышц плечевого пояса и верхних конечностей (табл. 2).

Циклическая ступенчато-возрастаю-щая нагрузка на велоэргометре. После выполнения ступенчато-возрастающей физической нагрузки (табл. 3) у контрольной группы наблюдается наибольший прирост площади колебаний центра давления, что связано, скорее всего, с гипервентиляцией, так как показано, что интенсивное дыхание механически вызывает большие колебания центра тяжести [2], а утомленные мышцы ног не могут это полностью компенсировать. Ситуационные виды спорта, напротив, показали лучший контроль по показателю площади эллипса, а также линейной скорости. Возможно, тренировки на фоне усталости и различные ускорения в ходе игр позволяют им быстро восстанавливать статокинетическую устойчивость. Лучшие значения индекса скорости фиксировались у представителей циклических видов. Прицельные виды спорта по своей реакции на нагрузку близки к контрольной группе, особенно по параметру SELLS.

Заключение. Настоящее исследование показало, что специфика спортивной деятельности определяет динамику изменений стато-кинетической устойчивости после различных физических нагрузок: ситуационные виды спорта формируют наиболее адаптивную систему поддержания равновесия в ответ на различные нагрузки, что проявляется в минимальных изменениях показателей после различных нагрузочных проб. Обратная ситуация у неспортсменов и у представителей прицельных видов спорта. При этом результаты дискриминантного анализа подтвердили, что показатель площади доверительного эллипса является наиболее значимым индикатором, позволяющим различать группы по уровню

Динамика изменений показателей статокинетической устойчивости в ответ на скоростно-силовую нагрузку

Changes in statokinetic stability indicators in response to speed-strength exercise

Таблица 2

Table 2

Виды спорта Sports	V СР , мм/с V AV , mm/s	SELL S , мм² S ELLS , mm²	Скорость изменения площади, мм²/с Rate of change of area, mm²/s
Ситуационные (1) / Situational (1)	3,14 ± 1,424	57,23 ± 18,4634	4,12 ± 2,854
Циклические (2) / Cyclic (2)	3,79 ± 2,264	66,04 ± 18,874	5,08 ± 2,414
Прицельные (3) / Target (3)	2,86 ± 0,944	95,59 ± 17,0914	4,00 ± 1,374
Контрольная группа (4) / Control group (4)	8,26 ± 2,36123	149,17 ± 45,64123	8,25 ± 4,68123

Таблица 3

Table 3

Динамика изменений показателей статокинетической устойчивости в ответ на ступенчато-возрастающую нагрузку

Changes in statokinetic stability indicators in response to incremental exercise

Виды спорта Sports VСР, мм/с VAV, mm/s SELLS, мм² SELLS, mm² Индекс скорости, 1/с Speed index, 1/s Ситуационные (1) / Situational (1) 5,36 ± 2,534 158,36 ± 41,144 3,66 ± 1,664 Циклические (2) / Cyclic (2) 7,15 ± 2,724 179,17 ± 45,474 3,09 ± 1,244 Прицельные (3) / Target (3) 8,33 ± 2,184 230,84 ± 30,85 3,80 ± 1,334 Контрольная группа (4) / Control group (4) 12,58 ± 4,77123 331,31 ± 71,4512 5,46 ± 2,62123 изменений статокинетической устойчивости в ответ на различные виды физических нагрузок. В то же время различные виды спорта формируют специфические стратегии компенсации и адаптации статокинетической системы к нагрузкам, что отражается в динамике показателей стабилографии.

Неспортсмены демонстрируют наихудшие показатели статокинетической устойчивости после всех видов физических нагрузок, особенно при вестибулярной и циклической. Это может быть связано с неспособностью эффективно компенсировать внешние возмущения и утомление.