Введение к работе
Актуальность. В современном спорте значительно возрос объем тренировочных и соревновательных нагрузок. Спортсмены, как правило, тренируются в режимах близких к пределам функциональных возможностей организма (Г.В. Марков с соавт., 2003; С.С. Михайлов, 2004; А.Д. Викулов, 2004; Г.А. Макарова, 2008; А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2008; Р.Д. Сейфулла с соавт., 2009; Н.Н. Сентябрёв, 2011; J.L. Minigh, 2007; J. Kurz, 2008).
Особый интерес в этом плане представляет велосипедный спорт – олимпийский вид спорта, который предъявляет высокие требования к энергообеспечивающей системе организма. Специальная работоспособность и уровень спортивных достижений определяются здесь, прежде всего, эффективностью мобилизации и использования энергетических ресурсов организма. Одним из факторов, лимитирующих развитие специальной выносливости велосипедистов-шоссейников, является снижение энергетических потенций на фоне выраженной дегидратации (А.О. Карелин, 2003; А.И. Пшендин, 2003; И.В. Коваль с соавт., 2007; Н.К. Артемьева, 2008; И.Н. Солопов, 2009; S.J. Montain, 2006). Физическая нагрузка в условиях дегидратации провоцирует более выраженное нарушение энергетического баланса, водно-электролитного статуса, развитие тканевой гипоксии, уменьшение ферментативной активности под влиянием «рабочего» метаболизма тканей, изменение гомеостаза, снижение параметров функционального состояния и эффективности адаптации в целом.
Данной проблеме посвящено достаточно большое число исследований, позволивших разработать рекомендации по коррекции водно-электролитного режима представителей различных спортивных специализаций, в том числе и путём использования напитков функциональной направленности (Е.А. Дегтярева, 2000; Г.В. Марков, Е.К. Смолина, 2002; Н.И. Волков, Л.А. Игуменова, 2003; А.И. Пшендин, 2003; Л. Армстронг, К. Кармайкл, 2004; В.А. Тутельян с соавт., 2004; Н.К. Артемьева, 2008; Павлюченко И.И., 2010; S.A. Kavouras, 2005). Особое внимание уделяется применению различных методов насыщения организма кислородом, в том числе разработке кислородных коктейлей, и применению воды, обогащённой кислородом (В.Л. Воейков, 2003; Р.Н. Фомин, 2005; Н.К. Артемьева, 2012). Однако работы, касающиеся сравнительного анализа дегидратации велосипедистов-шоссейников с учётом уровня их квалификации и энергетической направленности выполняемой нагрузки, носят единичный характер, что не позволяет в полной мере физиологически обосновать закономерности дегидратации и определить эффективные пути компенсации водно-электролитного и энергетического баланса.
В этой связи проблема создания рабочего метаболического фона для реализации педагогических задач и повышения энергетического потенциала велосипедистов-шоссейников во время тренировок и соревнований в условиях дегидратации требует комплексного подхода, включающего не только коррекцию водно-электролитного и энергетического баланса, но и оптимизацию пищевого статуса спортсменов с учётом индивидуальных особенностей организма. Весьма перспективным направлением повышения эффективности тренировочного процесса велосипедистов-шоссейников остаётся решение задач индивидуальной коррекции нутриционного статуса путём разработки природных композиций недопинговой природы на основе воды, обогащённой кислородом, оказывающих регулирующее воздействие на отдельные звенья обмена веществ, которые способствуют восстановлению водно-электролитного баланса и сохранению параметров гомеостаза, а также улучшению функционального состояния и управлению процессами адаптации. Это и послужило основанием для проведения настоящей работы, определило цель и задачи исследования.
Работа выполнялась в рамках тематического плана НИОКР Министерства спорта, туризма и молодежной политики РФ по теме: «Обоснование индивидуальной коррекции пищевого статуса велосипедистов-шоссейников с использованием альтернативных допингу природных функциональных продуктов» (№ госрегистрации 01201061994).
Цель работы – физиологическое обоснование коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников с позиции её срочного и кумулятивного влияния на метаболический статус, функциональное состояние организма и развитие специальной выносливости.
Задачи исследования:
– дифференцировать степень дегидратации велосипедистов-шоссейников, специализирующихся в разных видах гонки, в зависимости от уровня квалификации и энергетической направленности тренировочной нагрузки;
– разработать интегральную модель коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников с позиции индекса пищевого статуса, оценить адекватность питания и провести его оптимизацию;
– обосновать физиологическую направленность компонентов регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом;
– выявить физиолого-биохимические закономерности срочного влияния разработанного напитка на параметры метаболического статуса и установить характер взаимосвязи степени дегидратации, компонентного состава массы тела и параметров функционального состояния организма велосипедистов;
– оценить кумулятивное влияние курсового приёма регидратационого эргогенического напитка на функциональное состояние и специальную выносливость велосипедистов-шоссейников.
Научная новизна работы заключается в реализации комплексного подхода, объединяющего физиологические, биохимические, морфологические, гигиенические и педагогические аспекты проблемы регидратации и коррекции энергетического баланса, направленной на повышение специальной выносливости велосипедистов-шоссейников. При этом впервые:
– выявлено неоднозначное отношение ведущих спортсменов и тренерского состава к проблемам коррекции водно-электролитного баланса и энергетических потенций организма во время выполнения тренировочных и соревновательных нагрузок, что требует дополнительных физиологических знаний;
– установлена зависимость степени дегидратации от вида выполняемой нагрузки, при этом абсолютные показатели скорости дегидратации в индивидуальной, командной и групповой гонках достоверно менее значимы, чем в гонке-критериуме, а потери жидкости у низкоквалифицированных спортсменов больше по сравнению с высококвалифицированными;
– разработана интегральная модель коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников с позиции индекса пищевого статуса, включающего эргогенические вещества, параметры электролитного компонента, инициирующие процессы сокращения мышечных волокон, а также содержание витаминов, участвующих в реализации окислительного фосфорилирования;
– проведено компьютерное моделирование состава композиции нового напитка на основе воды, обогащённой кислородом, позволяющего компенсировать дефицитные состояния энергетического, водно-электролитного баланса и витаминного статуса; разработана технология его получения, физиологически обоснована схема проведения регидратации;
– выявлены физиолого-биохимические закономерности влияния срочной коррекции водно-электролитного и энергетического баланса на фоне приёма напитка, выразившиеся в сохранении массы тела и перераспределении её компонентного состава, а также в снижении ЧСС и систолического артериального давления крови, что обеспечивает экономизацию функций ССС на фоне нормализации метаболического статуса организма велосипедистов-шоссейников;
– доказан кумулятивный эффект от приёма разработанного напитка, направленный на расширение функциональных возможностей, повышение уровня общей и специальной выносливости, а также ускорение процессов отставленного восстановления высококвалифицированных спортсменов, специализирующихся в велосипедных шоссейных гонках.
Теоретическая значимость. Результаты исследования расширяют представление о физиолого-биохимических закономерностях влияния дегидратации на организм велосипедистов разной спортивной квалификации в условиях различных видов гонок на шоссе. Полученные данные дают объективную возможность концептуально шире представить роль нутриционного фактора в процессе адаптации велосипедистов-шоссейников, а также с физиологических позиций обосновать закономерности дегидратации и необходимость одновременной коррекции водно-электролитного и энергетического баланса спортсменов на фоне интенсивной мышечной деятельности, направленной на развитие специальной выносливости.
Получены дополнительные факты, позволяющие с физиологических позиций оценить сложившиеся представления о повышении специальной выносливости велосипедистов-шоссейников в условиях дегидратации.
Практическая значимость исследования состоит в разработке физиологически обоснованных рекомендаций по коррекции водно-электролитного и энергетического баланса организма с учётом выявленных основных нарушений пищевого статуса спортсменов, занимающихся велосипедным спортом.
В качестве эффективного метода регидратации предложена схема приёма разработанного регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом, способствующего повышению специальной выносливости и позволяющего ускорять процессы восстановления.
Полученные рекомендации могут использоваться для велосипедистов и представителей других видов спорта на развитие выносливости, а также для решения прикладных вопросов в сферах деятельности человека, связанных с вредными условиями труда, перегрузками, утомлением на фоне дегидратации.
Основные научно-методические разработки настоящего диссертационного исследования используются в учебном процессе курса физиологии и биохимии спорта при подготовке специалистов и магистров по направлению «Физическая культура и спорт».
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Система коррекции водно-электролитного и энергетического баланса спортсменов, специализирующихся в гонках на шоссе, носит комплексный характер и должна учитывать пищевой статус, индивидуальные особенности организма спортсмена, его квалификацию, вид гонок и специфику энергетической направленности выполняемых нагрузок.
2. Физиологическое обоснование состава композиции природных биологически активных компонентов определяет функциональную направленность регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом, его приём позволяет одновременно воздействовать на функции организма, отвечающие за повышение адаптации к специфическим нагрузкам в гонках на шоссе.
3. Срочный и кумулятивный эффект на фоне комплексной коррекции водно-электролитного и энергетического баланса выражается в нормализации метаболического фона, расширении функциональных возможностей организма, повышении уровня общей и специальной выносливости в условиях дегидратации, а также в ускорении процессов отставленного восстановления организма.
Апробация работы и внедрение полученных результатов
Результаты диссертации доложены и обсуждены на: XXXII научной конференции студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа (Краснодар, 2005); научно-практической конференции КГУФКСТ «Актуальные вопросы физической культуры и спорта» (Краснодар, 2005); научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана «Научные подходы к решению региональных гигиенических проблем сохранения здоровья человека» (Липецк, 2005); I Съезде физиологов СНГ (Москва, 2005); научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана «Гигиенические проблемы оптимизации окружающей среды и охраны здоровья населения» (Самара, 2006); II Съезде физиологов СНГ (Москва – Кишинэу, 2008); ХХХVI научной конференции студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа, посвященной 40-летнему юбилею КГУФКСТ (Краснодар, 2009); научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, посвященной 40-летию КГУФКСТ (Краснодар, 2009); международной научно-практической конференции «Функциональные продукты питания: ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья, гигиенические аспекты и безопасность» (Краснодар, 2009); конференции «Инновационные технологии и перспективы развития спортивной науки» в рамках всероссийского форума «Молодые ученые – 2009» (Москва, 2009); научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава КГУФКСТ (Краснодар, 2010); научно-практической конференции КГУФКСТ «Актуальные вопросы физической культуры и спорта» (Краснодар, 2010); III Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2011); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Ресурсы конкурентоспособности спортсменов: теория и практика реализации» (Краснодар, 2011).
Разработанные практические рекомендации используются для организации тренировочного и соревновательного процесса велосипедистов-шоссейников, что подтверждено актами о внедрении результатов в практику спорта (СДЮСШОР по велосипедному спорту, Краснодар, 2008; Федерация велосипедного спорта Кубани, Краснодар, 2008), для повышения эффективности занятий фитнесом (фитнес-клуб «Анита-плюс», Краснодар, 2009; фитнес-клуб «Икс-фит Солнечный», Краснодар, 2009) а также рекомендованы для различных профессиональных групп, работающих на промышленных предприятиях (ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана», Институт общей и профессиональной патологии, Москва, 2008).
Научно-исследовательская работа является победителем конкурса «Лучшая научная и творческая работа аспирантов, соискателей высших учебных заведений Краснодарского края», Краснодар, 2008 (1 место), Всероссийского форума «Молодые ученые - 2009», Москва, 2009 (3 место). На Всероссийском конкурсе молодежных инновационных проектов «Зворыкинский проект» (Селигер, 2009) вошла в число 100 лучших проектов России и 3-х лучших проектов Краснодарского края.
По результатам исследований получено 2 патента РФ на изобретение и полезную модель (2010, 2011 гг.).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Общий объём работы составляет 177 страниц компьютерного текста, содержит 24 рисунка, 22 таблицы. Библиография включает 320 наименований, в том числе 100 иностранных изданий.
