Оценка физической работоспособности спортсменов

А.С. Самойлов, Н.В. Рылова, Д.С. Мартыканова, Л.Д. Мустафина, Р.Р. Альметова

ФГБОУ ВПО «Поволжская государственная академия физической культуры, спорта и туризма», Центр спортивной медицины ФМБА России, Москва

ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет»

Проблема увеличения аэробной работоспособности актуальна для спорта. Поэтому неудивительно, что выявление новых способов диагностики аэробных возможностей организма активно продолжается. Известен способ диагностики аэробной работоспособности спортсменов, основанный на оценке по уровню физической работоспособности (ФР). Наиболее известными методами исследования ФР у спортсменов являются двигательные тесты, с помощью которых определяется величина PWC₁₇₀ (Physical Work Capacity - физическая работоспособность при пульсе 170 уд/мин). Недостатком показателя PWC₁₇₀ и, главным образом, способов его определения является прекращение тестирования при достижении пульса 170 уд/мин, что не позволяет исследовать проявления работоспособности спортсмена при более высоких величинах частоты сердечных сокращений (ЧСС). Кроме того, PWC₁₇₀ отражает в большей степени только центральный фактор физической работоспособности - производительность сердечно-сосудистой системы (ССС).

В спортивной и медицинской практике применяются тесты, выполняемые до отказа, со ступенчато и непрерывно повышающейся нагрузкой, которые позволяют более адекватно моделировать физиологические процессы, происходящие в активных мышцах при выполнении циклических упражнений. При выполнении этих тестов уровень физической работоспособности оценивается по значению конечной мощности, отражающей периферический фактор ФР. Но отдельно взятые значения конечной мощности или PWC₁₇₀ не позволяют судить однозначно о направленности физиологических процессов, обеспечивающих физическую работоспособность спортсмена.

Суть применения обоих способов заключается в том, что параметры начальной физической нагрузки, темпы ее прироста и максимальную величину физической нагрузки определяют по данным непрерывно мониторируемой мощности выполняемой нагрузки и частоты сердечных сокращений, дополнительно измеряют максимальную мощность, время ее достижения, время выполняемой работы с максимальной мощностью и время достижения максимальной частоты сердечных сокращений, по формуле вычисляют индекс аэробного резерва человека. Однако данные способы, так же как и вышеприведенные, имеет существенные недостатки: продолжительность каждой ступени не ограничена; проба заканчивается при достижении пульса 170-175 уд/мин, что условно принимается за критерий достижения анаэробного порога. Известно, что наступление анаэробного порога при выполнении теста со ступенчато и непрерывно повышающейся нагрузкой может произойти как на более низких значениях ЧСС (до 150 уд/мин), так и на более высоких значениях - (свыше 180 уд/мин) и зависит от аэробной производительности активных в данном упражнении мышц и величины ударного объема сердца.

Кардиореспираторный тест (КРТ) обеспечивает глобальную оценку интегративного ответа на физическую нагрузку, вовлекающего легочную, сердечно-сосудистую, кроветворную и мышечную системы. С помощью КРТ возможно оценить состояние физиологических механизмов компенсации органов и систем, участвующих в транспорте и утилизации кислорода [1,3]. Использование газоаналитической аппаратуры позволяет определять такой важный параметр аэробной производительности как МПК.

МПК – это максимально возможная скорость потребления кислорода в единицу времени при выполнении физической нагрузки, выражается в л/мин или в мл/мин/кг [4]. Уровень МПК характеризует максимальную мощность аэробного пути ресинтеза АТФ: чем выше величина МПК, чем больше значение максимальной скорости тканевого дыхания, это обусловлено тем, что практически весь поступающий в организм кислород используется в этом процессе. Следует отметить, что МПК – это интегральный показатель, связанный, прежде всего, с максимальной производительностью кислород-транспортной системы и зависящий от многих факторов: от функционального состояния кардиореспираторной системы, от содержания в крови гемоглобина, а в мышцах – миоглобина, от количества и размера митохондрий [3].

МПК взаимосвязано с морфологическими показателями тела спортсмена, которые отражают уровень метаболизма. Избыток жировой массы коррелирует с низким уровнем окисления жирных кислот, низким уровнем обмена веществ, с низкой способностью утилизировать кислород и низкой выносливостью. В настоящее время для определения состава тела во многих странах широко используется новая технология - биоэлектрический импеданс [5]. Данный метод основан на изучении сопротивления тканей организма электрическому току. Импедансом называют полное электрическое сопротивление тканей. Основными проводниками электрического тока в организме являются ткани с высоким содержанием воды и растворёнными в ней электролитами. Так как вода хорошо проводит электрический ток, то и ткани богатые водой (например, мышечная) электричество проводят лучше [6]. По сравнению с другими тканями организма жировые и костные ткани имеют существенно более низкую электропроводность. Различия удельного сопротивления объясняются прежде всего разным содержанием жидкости и электролитов в органах и тканях [2]. Вместе с тем, данных о взаимосвязи биоимпедансометрических показателей состава тела человека и аэробных возможностей спортсменов мало.

В исследовании приняло участие 33 спортсмена (28 мужчин и 5 женщин). Из них 6 спортсменов специализируются в академической гребле, 9 – в плавании, 5 – занимаются восточными единоборствами, 4 – баскетболом, 4 – волейболом, 1 – футболом, 1 – лыжными гонками, 1 - бадминтоном, 1 – лёгкой атлетикой, 1 – художественной гимнастикой. Большинство спортсменов имеют квалификацию от I взрослого разряда до мастера спорта. Возраст испытуемых составил 20±1.7 лет, рост - 178.7±8.1 см, вес тела - 71.1±10.6 кг.

Испытуемым было предложено выполнить в лаборатории тест с непрерывно возрастающей нагрузкой (15 Вт/мин) на велоэргометре eBike (Германия) до отказа. В процессе выполнения теста регистрировались параметры внешнего дыхания спортсменов: объем выдоха, частота дыхания и легочная вентиляция в режиме каждого выдоха. Выдыхаемый воздух анализировался для определения содержания в нем концентрации кислорода и углекислоты с помощью «Cortex Metalyser 3B-R2» (Германия). Регистрируемые параметры были использованы для расчета скоростей потребления О₂ и выделения СО₂, дыхательного коэффициента, вентиляционных эквивалентов потребления О₂ и выделения СО₂. Данные показатели рассчитывались автоматически программой, входящей в состав «Cortex Metalyser 3B-R2». Параметры состава тела (вес в кг, мышечная масса в кг и процентах, внутренний жир в кг и процентах, безжировая масса тела в кг, индекс массы тела, индекс безжировой массы тела, костная масса в кг, протеин в кг, основной обмен веществ в ккал) оценивались методом биоэлектрического импеданса с помощью анализатора “Tanita MC980” (Япония).

В результате проведённого исследования была обнаружена взаимосвязь МПК (л/мин) практически со всеми морфологическими показателями (таб.1).

Таблица 1. Взаимосвязь морфологических показателей с МПК спортсменов.

№	Показатель состава тела	Коэффициент корреляции, r	Р
1	вес, кг	0.42	0.015
2	мышечная масса, кг	0.608	0.0002
3	мышечная масса, %	0.481	0.0046
4	масса жира, кг	- 0.448	0.0089
5	жир, %	- 0.615	0.0001
6	безжировая масса тела, кг	0.655	< 0.0001
7	индекс массы тела	0.086	0.634
8	индекс безжировой массы тела	0.576	0.0016
9	костная масса, кг	0.661	< 0.0001
10	протеин, кг	0.609	0.0002
11	основной обмен веществ в покое, ккал	0.63	< 0.0001

Анализ данных, представленных в таблице, свидетельствует о том, что МПК находилась в тесной зависимости от величины мышечной массы в кг, безжировой массы тела, костной массы, протеина, основного обмена веществ, немного в меньшей зависимости от величины веса тела, мышечной массы в %, индекса безжировой массы тела и в отрицательной зависимости от величины массы жира в кг и массы жира в %.

Известно, что низкое содержание жира в составе тела высококвалифицированных спортсменов, тренирующих выносливость, связано с повышенной способностью их организма утилизировать свободные жирные кислоты, что напрямую связано со скоростью окисления жирных кислот и увеличением МПК. Интересными выглядят данные о взаимосвязи МПК с содержанием протеинов тела (r = 0.609, р = 0.0002) и костной массой (r = 0.661, p< 0.0001). Способность организма потреблять кислород, характеризующая скорость тканевого дыхания, по нашим данным, коррелировала с основным обменом веществ в покое спортсменов (r = 0.63, p< 0.0001).

Результаты пилотного исследования показали наличие взаимосвязи морфологических показателей состава тела спортсменов, измеренных с помощью биоимпедансометрии, и аэробной работоспособности, которую характеризует МПК.

Список литературы

1. Лелявина, Т.А. Новый подход к выделению физиологических этапов механизма энергообеспечения во время возрастающей физической нагрузки у здоровых лиц и спортсменов / Т.А. Лелявина, Е.С. Семенова, И.В. Гижа, М.Ю. Ситникова, А.В. Березина, И.В. Бубнова, Е.В. Шляхто // Журнал Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. – 2012. -Выпуск: 4 (86). – С. 77-86.

2. Мартиросов, Э.Г. Технологии и методы определения состава тела человека / Э.Г. Мартиросов, Д.В.Николаев, С.Г.Руднев. — М. : Наука, 2006. — 248 с.

3. Попов, Д.В. Аэробная работоспособность человека / Д.В. Попов, О.Л. Виноградова, А.И. Григорьев. - М. : Наука, 2013 – 99 с.

4. Янсен, П. ЧСС, лактат и тренировки на выносливость: Пер. с англ. / П. Янсен. – Мурманск : Тулома, 2006. – 160 с.

5. Fornetti, W.C. Reliability and validity of body composition measures in female athletes / W.C. Fornetti, J.M. Pivarnik, J.M. Foley, J.J. Fiechtner // J Appl Physiol. - 1999;87(3):1114-1122.

6. Kushner, R.F. Bioelectrical impedance analysis: a review of principles and applications / R.F. Kushner // Am Coll Nutr. 1992;11:199-209.