ВЗАИМОСВЯЗЬ СОСТАВА ТЕЛА И АЭРОБНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ У СПОРТСМЕНОВ

Д.С. Мартыканова, Г.Н. Хафизова, Р.Р. Альметова, Н.В. Рылова, И.И.Ахметов

ФГБОУ ВПО «Поволжская государственная академия физической культуры, спорта и туризма», Казань

ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет»

Введение. Проблема увеличения аэробной работоспособности (выносливости) актуальна для спорта, а также для восстановительной медицины. Термин аэробная работоспособность используется в физиологии мышечной деятельности для обозначения способности выполнять высокоинтенсивную физическую нагрузку, энергообеспечение которой осуществляется преимущественно путем окислительного фосфорилирования. [3]. Измерение МПК вот уже более полувека занимает центральное место в оценке работоспособности [5]. Кардиореспираторный тест (КРТ) или эргоспирометрия 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]. 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 [6]. 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. 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. В настоящее время для определения состава тела во многих странах широко используется новая технология - биоэлектрический импеданс [7]. 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 [8]. 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.

Целью исследования являлось изучение влияния состава тела на аэробную работоспособность спортсменов.

Методы исследования. В исследовании приняло участие 106 спортсменов (74 мужчины и 32 женщины). Из мужчин 6 спортсменов специализируются в академической гребле, 16 – в плавании, 18 – занимаются волейболом, 7 – футболом, 3 – борьбой, 6 – бадминтоном, 6 – большим теннисом, 1 – хоккеем с шайбой, 3 – лёгкой атлетикой, 1 – восточными единоборствами, 7 – конькобежным спортом. Возраст испытуемых мужчин составил 18.0±0.3 лет, рост - 183.5±1.2 см, вес тела - 73.8±1.2 кг.

Из женщин 1 спортсменка специализируются в академической гребле, 6 – в плавании, 1 – занимается волейболом, 3 – борьбой, 3 – бадминтоном, 8 – большим теннисом, 1 – художественной гимнастикой, 2 – лёгкой атлетикой, 2 – восточными единоборствами, 5 – конькобежным спортом. Возраст испытуемых женщин составил 17.5±0.4 лет, рост - 168.0±1.1 см, вес тела - 60.6±1.5 кг.

Большинство спортсменов имеют квалификацию от I взрослого разряда до мастера спорта.

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, общая мышечная масса в кг, общий жир в кг, безжировая масса тела в кг, костная масса в кг, протеин в кг, индекс массы тела, общее содержание воды в организме в кг, мышечная масса туловища в кг, содержание жира туловища в кг, мышечная масса левой и правой ноги в кг, содержание жира левой и правой ноги в кг, основной обмен веществ в ккал) оценивались методом биоэлектрического импеданса с помощью анализатора “Tanita MC980” (Япония).

Корреляционный анализ проводили с использованием критерия Пирсона и Спирмена.

Результаты. В результате проведённого исследования была обнаружена взаимосвязь абсолютной МПК (л/мин) практически со всеми морфологическими показателями у спортсменов-мужчин (таб.1).

Таблица 1. Взаимосвязь морфологических показателей с МПК мужчин, занимающихся спортом.

№	Показатель состава тела	Коэффициент корреляции, r	p
1	вес, кг	0.48	< 0.0001
2	общая мышечная масса, кг	0.42	0.0002
3	общая масса жира, кг	0.22	0.06
4	безжировая масса тела, кг	0.42	0.0002
5	костная масса, кг	0.30	0.009
6	протеин, кг	0.35	0.003
7	индекс массы тела	0.29	0.01
8	общее содержание воды в организме, кг	0.44	0.0001
9	мышечная масса туловища, кг	0.43	0.0002
10	содержание жира туловища, кг	0.17	0.14
11	мышечная масса левой ноги, кг	0.44	0.0001
12	мышечная масса правой ноги, кг	0.46	< 0.0001
13	содержание жира левой ноги, кг	0.24	0.06
14	содержание жира правой ноги, кг	0.22	0.06
15	основной обмен веществ в покое, ккал	0.47	< 0.0001

Так же была обнаружена взаимосвязь абсолютной МПК (л/мин) с многими морфологическими показателями у спортсменок (таб.2).

Таблица 2. Взаимосвязь морфологических показателей с МПК женщин, занимающихся спортом.

№	Показатель состава тела	Коэффициент корреляции, r	p
1	вес, кг	0.68	< 0.0001
2	мышечная масса, кг	0.70	< 0.0001
3	масса жира, кг	0.10	0.59
4	безжировая масса тела, кг	0.69	< 0.0001
5	костная масса, кг	0.53	0.002
6	протеин, кг	0.62	0.0001
7	индекс массы тела	0.52	0.002
8	общее содержание воды в организме, кг	0.68	< 0.0001
9	мышечная масса туловища, кг	0.69	< 0.0001
10	содержание жира туловища, кг	0.04	0.81
11	мышечная масса левой ноги, кг	0.64	0.0001
12	мышечная масса правой ноги, кг	0.69	< 0.0001
13	содержание жира левой ноги, кг	0.13	0.47
14	содержание жира правой ноги, кг	0.10	0.60
15	основной обмен веществ в покое, ккал	0.77	< 0.0001

Обсуждение. Анализ данных, представленных в таблице 1, свидетельствует о том, что у мужчин МПК (л/мин) находилась в средней зависимости от величины веса тела, общей мышечной массы в кг, безжировой массы тела, общего содержания воды в организме в кг, мышечной массы туловища в кг, мышечной массы левой ноги в кг, мышечной массы правой ноги в кг, основного обмена веществ в покое, немного в меньшей зависимости от костной массы, содержания протеина, индекса массы тела.

Анализ данных, представленных в таблице 2, свидетельствует о том, что у женщин МПК (л/мин) находилась в средней зависимости от величины веса тела, общей мышечной массы в кг, безжировой массы тела, протеина, общего содержания воды в организме в кг, мышечной массы туловища в кг, мышечной массы левой ноги в кг, мышечной массы правой ноги в кг, основного обмена веществ в покое, немного в меньшей зависимости от костной массы, индекса массы тела.

Известно, что при работе большой мышечной массы кровоток в работающих скелетных мышцах в несколько раз превосходит кровоток в других тканях, и уровень МПК зависит от способности мышцы потреблять кислород, которая в свою очередь зависит от доставки кислорода к митохондриям и его утилизации. Многолетние аэробные тренировки ведут к выраженному увеличению максимальной скорости доставки кислорода к работающей мышце и увеличению процента утилизации кислорода из крови в ней [3]. Финк (1982) показал, что потеря организмом только 2-3 % жидкости (около 1,5 кг массы тела) ухудшает работоспособность бегунов, выступающих на дистанциях 1500, 5000 и 10000 м на 3-7%. Т.е. даже относительно умеренное обезвоживание заметно ухудшает работоспособность [4]. Интересными выглядят данные о взаимосвязи МПК с содержанием протеинов тела и костной массой. Способность организма потреблять кислород, характеризующая скорость тканевого дыхания, по нашим данным, коррелировала с основным обменом веществ в покое у спортсменов (r = 0.47, p< 0.0001) и спортсменок (r = 0.77, p< 0.0001).

Выводы:

1) существуют корреляционные взаимосвязи морфологических показателей состава тела, как у мужчин, так и женщин, занимающихся спортом, измеренных с помощью биоимпедансометрии, и аэробной работоспособности, которую характеризует МПК.

2) чем большей мышечной массой, содержанием протеина и жидкости обладает спортсмен, тем выше у него МПК.

Библиография

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. Слимейкер Р. Серьезные тренировки для спортсменов на выносливость: Пер. с англ. / P. Слимейкер, P. Браунинг. – Мурманск: Тулома, 2007. – 328 с.

5. Сонькин В.Д. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе / В.Д. Сонькин, Р.В. Тамбовцева. – М: Книжный дом “ЛИБРОКОМ”, 2011. – 368 с.

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

7. 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.

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