Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 13
1.1. Основные принципы адаптации физиологических систем организма к мышечной деятельности 13
1.2. Адаптационные изменения систем кророобращения и дыхания организма человека в процессе приспособления к мышечной деятельности 23
1.3. Анализ уровня физической работоспособности и состояния систем кровообращени и дыхания при адаптации к мышечной деятельности 39
Глава II. Характеристика методов и организация исследования 47
2.1. Методические основы исследования 47
2.2. Методика оценки физической работоспособности по индексу Гарвардского степ-теста 49
2.3. Методика оценки физической работоспособности по тесту PWC]7o 51
2.4. Методика оценки функционального состояния при физической нагрузке мощностью 40%, 60%) и 80% от максимально возможной величины МІЖ... 52
2.5. Методика определения параметров вентиляционной функции лёгких по тесту «Спокойное дыхание/ЖЕЛ» 53
2.6. Методика определения объёма максимальной вентиляции лёгких и частоты дыхания по тесту «Максимальная вентиляция лёгких» 58
2.7. Статистические методы обработки экспериментального материала 59
Глава III. Результаты собственных исследований 61
3.1. Исследования физической работоспособности по Гарвардскому степ-тесту 61
3.2. Исследования физической работоспособности по тесту PWCno 63
3.3. Исследования функционального состояния при физической нагрузке мощностью 40%, 60%) и 80%) от максимально возможной величины МПК...66
3.4. Исследования параметров вентиляционной функции легких по тесту «Спокойное дыхание/ЖЕЛ» 70
3.5. Исследования объёма максимальной вентиляции лёгких и частоты дыхания по тесту «Максимальная вентиляция лёгких» 72
Обсуждение результатов 75
Выводы: 95
Библиографический список 97
- Основные принципы адаптации физиологических систем организма к мышечной деятельности
- Адаптационные изменения систем кророобращения и дыхания организма человека в процессе приспособления к мышечной деятельности
- Методические основы исследования
- Исследования физической работоспособности по Гарвардскому степ-тесту
Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема адаптации к мышечным нагрузкам разной интенсивности и длительности продолжает привлекать внимание исследователей (П.Е. Павлов, 1987; Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988; В.Н. Платонов, 1988; Н.А. Агаджанян, 1990; А.С. Солодков, 1990; С.Н. Кучкин, 1992; А.Д. Викулов, 2007). Это определяется запросами практики, требующей решения ряда задач, связанных с управлением функциональным состоянием организма в условиях учебно-тренировочной и соревновательной деятельности, в спортивной и профилактической медицине, а также в клинической практике.
В мире технических революций, новых компьютерных технологий, глобальных природных катаклизмов организму человека необходимо приспосабливаться к динамично меняющимся условиям жизни (В.В. Пулина, 2001).
Способность к приспособлению является не только наиболее отличительной чертой жизни, но и её необходимой предпосылкой. Вопрос о том, каким образом осуществляется приспособлениеk организма к интенсивным физическим и эмоциональным нагрузкам, к воздействию неблагоприятных факторов среды, может быть решен на основе изучения механизмов адаптации (адаптация - позднелатинское adaptatio - прилаживание, приспособление, от латинского adapto - приспособляю), и в частности, адаптационных изменений систем кровообращения и дыхания организма человека.
Современные представления о функциональных возможностях кардио-респираторной системы базируются на достаточно многочисленных исследованиях, выполненных в нашей стране и за рубежом (П.Д. Горизонтов, 1981; В.Л. Карпман, 1982; Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988; А.С. Солодков, 1998; Д. Морман, Л. Хеллер, 2000; А.В. Муравьёв, 2003; В.Б. Яковлев, 2003; Ю.М. Поздняков, 2007).
Известно что, адаптация человека это процесс, в результате которого организм постепенно приобретает отсутствующую ранее устойчивость к ряду факторов окружающей среды. В общем виде адаптация рассматривается как процесс приспособления организма к изменяющимся реальностям физического
и химического окружения (И'.В. Давыдовский, 1962; В.П. Казначеев, В'.В. Парии, 1973; П.Д: Горизонтов, 1981; Ф*3. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988; А.Д. Викулов, 1995; Р.Е.Ройтберг, А.В. Струтынский, 2005-2007 и др.). Адаптационный процесс был бы невозможен, без одного из главных факторов существованиям прогресса всего живого, которым является^ движение. Ограничение двигательной активности приводит к негативным морфологическим и функциональ-нымизменениям в организме (Е.А. Коваленко, Н.Б. Гуровский, 1980).
Хорошо ^известно,jчто организм'человека обладает большими возможностями, приспосабливаться к условиям специфики трудовой и спортивной деятельности, а также к воздействию- различных, экстремальных' факторов. Несмотря на значительное число исследований в этом, направлении, физиологические механизмы перестройки неадаптированного организма в адаптированный, доконца.не изучен, что позволяет обратить внимание на изучение данной темы.
Рассматривая^, вопросы, имеющие прикладное значение в спорте; необхог димо" в-первую очередь обратить внимание на проблемы» адаптации к физическим- нагрузкам, функциональным резервам организма и др. Так, в. работах Ф.-З.Меерсона [94] отмечается, что в приспособлении организма к любым-факторам среды выделяют два вида адаптации - «срочную», но несовершенную, и «долговременную» совершенную. Что преимущества организма, адаптированного к физическим нагрузкам, характеризуются тремя основными чертами:
Тренированный организм может выполнять мышечную работу такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному.
Тренированный организм отличается более экономным функционированием физиологических систем в покое и при умеренных, непредельных физических нагрузках и способностью достигать при-максимальных нагрузках такого высокого уровня функционирования этих систем, который недостижим для нетренированного* организма.
У тренированного организма повышается резистентность' к повреждающим воздействиям и неблагоприятным факторам.
Адаптация к мышечным нагрузкам отражает общебиологическую закономерность, которая состоит в том, что все приспособительные реакции организма обладают лишь относительной целесообразностью. Поскольку сама адаптация к физическим нагрузкам может проявляться как в прямом «изнашивании» функциональной системы, на которую при адаптации падает главная нагрузка, так и в виде отрицательных перекрестных эффектов, т.е. !в нарушении функционирования органов и систем, не связанных непосредственно с выполнением мышечной работы.
Одним из проявлений активной адаптации, приспособления человека к мышечной деятельности, позволяющая выполнять физическую работу большей интенсивности и длительности является спортивная тренировка. Такая адаптация касается в первую очередь процессов регуляции и координации функций, она сопровождается глубокими физиологическими и биохимическими изменениями в организме.
Исходя-из того, что высшей формой двигательной активности является спортивная деятельность, которая-связана, как правило, с предельными или с почти предельными напряжениями физиологических систем, то её можно считать-одной из основных экспериментальных площадок. Проблему адаптации организма спортсменов ^ к максимальной спортивной деятельности можно считать одной из центральных в проблеме изучения закономерностей приспособления живых систем к воздействию экстремальных факторов, так как в этих условиях уровень функционирования различных физиологических систем протекает в зоне предельных напряжений, которые создают хорошие предпосылки для изучения реакционных и адаптационных возможностей человека.
Исследователями (С.Н. Кучкин, 1986; А.С. Солодков, 1988; А.Д. Викулов, 2006 и др.) установлено, что под влиянием систематической тренировки в организме развивается^ комплекс структурно-функциональных изменений. Большую роль в этом процессе играют системы дыхания и кровообращения, оптимизация функционирования которых является необходимым условием достижения спортсменами высоких результатов.
Объектом исследования являлось изучение адаптационных изменений кровообращения и дыхания у спортсменов разных спортивных специализаций и у лиц, не занимающихся спортом мужского пола в возрасте 14-24 лет.
В контексте сказанного особое значение придается изучению динамики кардиореспираторной системы человека в процессе адаптации к мышечной деятельности. В данной работе в качестве предмета исследования взяты параметры, характеризующие динамику данной системы в процессе адаптации к физическим нагрузкам, к которым относятся показатели внешнего дыхания и кровообращения. Исследование основных характеристик этих систем организма, их конкретного значения для управления функциональным состоянием аппарата кровообращения и дыхания человека в процессе адаптации к мышечной деятельности и составляет основное содержание исследуемой нами проблемы.
Несмотря на интенсивную разработку рассматриваемой нами проблемы, следует подчеркнуть, что литературных данных, характеризующих физиологическую норму параметров кардиореспираторной системы организма человека в зависимости от уровня и специфики адаптации к мышечной деятельности с учётом возрастного и полового аспектов практически нет, что не позволяет сравнивать и обобщать данные результатов исследования с данными других авторов.
В качестве основной рабочей гипотезы нашего исследования лежит предположение, что в процессе адаптации кардиореспираторной системы человека к мышечной деятельности в ответ на дозированные физические нагрузки, формируется определенный комплекс реакций, который может характеризовать функциональные возможности данной системы в плане сохранения определенного уровня физической работоспособности.
Цель исследования: комплексное исследование физической работоспособности, показателей кровообращения и дыхания у спортсменов разных специализаций и уровня подготовленности.
9 Исходя из цели исследования, были поставлены следующие задачи:
Изучить физическую работоспособность на основе определения Гарвардского степ-теста и величину аэробного потенциала у спортсменов разных спортивных специализаций.
Исследовать показатели сердечно-сосудистой системы в покое и при возрастающих мышечных нагрузках у спортсменов разных спортивных специализаций и оценить резервы адаптации кровообращения.
Разработать математическое моделирование изменения функций сердечно-сосудистой системы в условиях воздействия на организм спортсменов и нетренированных лиц мышечных нагрузок повышающейся интенсивности.
Изучить характер адаптационных изменений параметров внешнего дыхания'в покое при возрастающих мышечных нагрузках у спортсменов разных спортивных специализаций- и* определить у них резерв адаптации-этой- функциональной системы организма.
Научно-практическая значимость работы, определялась обоснованием характера функционирования дыхания и кровообращения организма человека при'адаптации к мышечной деятельности в ответ на различные нагрузки, что даёт основу научно обоснованного прогноза адаптированности систем организма на основе оценки реакции на воздействие тестирующей физической нагрузки разной интенсивности. Адаптационные изменения данных систем определяют эффективность выполнения ими определённых задач. Поэтому практическое значение имеют сформулированные в диссертации положения о связи между функциональным состоянием системы дыхания и кровообращения и резервами адаптации к мышечной- деятельности, а также о связи между мощностью работы, и'эффектом адаптацией к мышечной'деятельности.
Кроме того, практическая* значимость работы состоит в том; что проведенное- исследование позволило обобщить, круг практических вопросов, касающихся механизмов адаптации к мышечной деятельности и их влияния на функциональное состояние кардиореспираторной системы. Все это создает
10 предпосылки для поиска путей управления адаптации организма человека в процессе мышечной деятельности. Разработанные методические основы процесса приспособления, её влияния на сердечно-сосудистую и дыхательную системы организма спортсменов, представляют собой перечень показателей, приёмы которых, могут быть использованы в оценке индивидуального адаптогенеза, как критерии оптимизации отбора людей для освоения новых профессий и видов спорта. Основные выводы и обобщения могут быть использованы в медико-биологических исследованиях по изучению адаптации человека к различным условиям двигательной активности, которые будут способствовать повышению профессионального уровнятренеров, преподавателей физической культуры и спортсменов.
Работа выполнена в рамках госбюджетной темы «Совершенствование физического воспитания как фактора гармонического развития личности школьников и студентов» (№ 0088984) Владимирского государственного педагогического университета на 2000-2005 гг., а также проблемного плана НИР института физиологии имени И.П.Павлова РАН и госбюджетных тем сводных планов НИР Спорткомитета РФ на 2000-2005 гг. «Физиологические механизмы адаптации организма человека к работе различного вида, мощности, продолжительности» (№ 76036558).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Особенности формирования физической работоспособности и специфика её проявления в разных видах спорта связаны с уровнем спортивной квалификации.
Более высокая аэробная работоспособность спортсменов сочетается с линейным характером прироста эффективности работы сердца в условиях повышающейся, по интенсивности, физической нагрузки. Это позволяет моделировать данный процесс регрессионными, уравнениями, и на этой основе осуществлять надежный прогноз адаптивных сдвигов в системе кровообращения.
Регулярные тренировочные занятия у спортсменов разных специализаций обеспечивают более высокий функциональный уровень систем дыхания и кровообращения, по сравнению с нетренированными лицами.
Резервы адаптации сердечно-сосудистой и дыхательной систем существенно связаны со спортивной специализацией и, особенно со спортивной квалификацией - они больше у высококвалифицированных спортсменов всех специализаций.
Внедрение результатов исследования. Полученные данные о специфике адаптированности кардиореспираторной системы спортсменов в зависимости от условий их двигательной деятельности может служить основой в разработке методических рекомендаций для практических занятий, (семинарских занятий и лабораторных работах), по дисциплинам «Физиология физического воспитания и спорта» и «Спортивная медицина». Отслеженные данные, полученные в результате эксперимента, позволяют дать информацию преподавателям и тренерам о работоспособности организма спортсмена в течение тренировочных циклов. Результат исследовательской деятельности также может помочь в составлении графиков тренировочного процесса с учетом индивидуальных и возрастных особенностей занимающихся физическими упражнениями.
Полученные данные могут быть основой для нормативов, отражающих особенности кардиореспираторной системы в медицинских учреждениях при использовании Спирометра Спиро-Спектр фирмы «НейроСофт» г. Иваново.
Результаты исследования используются на лекционных и практических занятиях по курсу «Теория и методика физической культуры и спорта» в разделах: «Теория и методика спорта», «Теория и методика оздоровительной физической культуры» проводимых преподавателями кафедры теоретических основ физической культуры для студентов ГОУ ВПО «Владимирский государственный гуманитарный университет».
Материалы исследования* могут оказать помощь тренерам, преподавателям физической культуры, и специалистам фитнеса в осмыслении способов конструирования медико-биологических и педагогических процессов, а также для создания
12 инновационных технологий занимающихся спортом, как. в достижении высоких спортивных результатов; так и в достижении высоких оздоровительных эффектов.
Одновременно материалы исследования могут быть использованы; при подготовке учебников^ учебных и методических пособий, специальных курсов-физиологического и педагогического характера;
Апробация работьи, Материалы- диссертации докладывались, обсуждались, и обнародовались; на заседаниях кафедры гимнастики и игр, на кафедре анатомии и физиологии-человека Владимирского государственного педагогического университета (ВІТПУ) (в настоящее время ЕОУ ВПО «Владимирский государственный гуманитарный университет» (ВГГУ) (2000 - 2008); на! заседании кафедры медико-биологических основ; физической культуры ВЕКУ (2008); на межвузовской научно-практической, конференции? «Медико-биологические проблемы физического здоровья развивающегося-организма» (Владимир; 2003); на-научно-практической конференции- проводимой- Комитетом по ; физической;* культуре, спорту и туризму АдминистрацишВладимирской области «Проблемы теории? и практики, физического воспитания; ш спорта молодежи». (Владимир;. 2004); на; Всероссийской научно-практической конференции «Здоровье, физическая, культура и-спорт» (Владимир, 2008); а также на методических объединениях учителей г. Владимира и научных конференциях профессорско-преподавательского состава ВРИУ - ВІТУ (2001 - 2008).
Публикации: основные положения исследования опубликованы, в 9 печатных работах, в т.ч. в: 1. статье рецензируемом журнале по списку ВАК.
Структура И; объём диссертации. Диссертация изложена на 112 страницах печатного текста, включает 3 таблицы и 18 рисунков. Диссертация состоит из.введения^ трех глав; обсуждения «результатов; выводов^ списка литературы.. Библиографический список^содержит 143-отечественных и 30;иностранных источников:
Основные принципы адаптации физиологических систем организма к мышечной деятельности
Адаптационные перестройки - динамический процесс, поэтому в динамике приспособительных изменений у спортсменов целесообразно выделять несколько стадий, каждой из которых присущи свои функциональные изменения и регуляторно-энергетические механизмы. Как известно, существенный вклад в понимание адаптационных процессов внесли работы канадского исследователя Селье Ганса (Н. Selye) [119, 120, 121, 165]. В 1936 г. он описал и обозначил стресс-реакции организма человека, как «общий адаптационный синдром». Понятие адаптационный синдром означает что факторы, вызывающие развитие адаптационного синдрома (инфекция, резкие изменения температуры, физическая и психическая травма, большая мышечная нагрузка, кровопотеря, ионизирующее излучение, многие фармакологические воздействия и др.), называемые стрессорами, а состояние организма; развивающееся при их действии, - стрессом (от английского stress - напряжение). Основными признаками адаптационного синдрома являются увеличение коры надпочечников и усиление их секреторной активности, уменьшение вилочковой железы, селезёнки, лимфатических узлов, изменение состава крови (лейкоцитоз, лимфопения, эозинопения), нарушение обмена веществ (с преобладанием процессов распада), ведущее к похуданию, падение кровяного давления и др. По данным Н. Selye, [165] развитие адаптационного синдрома проходит две или три стадии, первая - стадия тревоги, продолжается от 6 до 48 часов и делится на фазы шока и противошока. На этой стадии усиливаются выработка и поступление в кровь гормонов надпочечников - глюкокортикоидов и адреналина, организм перестраивается, приспосабливается к трудным условиям. Вторая - стадия резистентности, когда устойчивость организма к различным воздействиям повышена, к концу этой стадии состояние организма нормализуется и происходит выздоровление. Если действие раздражителей велико по силе и продолжительности, то наступает третья стадия - стадия истощения, которая может завершиться гибелью орга низма. Начальным звеном приспособления организма к необычным условиям служат рефлекторные процессы (защитные, сосудодвигательные и др. рефлексы); затем включаются гуморальные (поступающие с кровью, лимфой и др.) раздражители (адреналин, гистамин продукты распада поврежденных тканей). Всё это ведёт к включению механизмов, обеспечивающих приспособительную реакцию» организма, и позволило учёному вывести «общий закон поведения живых существ,, столкнувшихся изнуряющей задачей». Пока до конца: не ясно;, что собойпредставляет адаптационная энергия; однако трехфазнаяшрирода. общего адаптационного синдрома,дала первое-указание на то;, что адаптационный? ресурс лимитирован. Указываяш более:поздних работах на отсутствие объективных методовизмерения-запасов.адаптационнойэнергии Hi Selye-предпо-; ложил,.что;.по-видимому, имеетсящоверхностный,легкодоступныши восстановимый: тип адаптационной; энергии и; глубокий, хранящийся? в: виде резерва; скрытый тип- адаптационной?энергии;, который; пополняет израсходованныйшо-верхностный лишь после отдыхам или переключения- наї другую деятельность [120] Идеи Н. Selye; получили свое дальнейшее развитие в работах НА . Агад-жаняна;, Д:Н. Давиденко; ШД1 Горизонтова:и др., также выделивших три эшелона биологических резервов [5,. 37]. По их мнению, резервы, первого эшелона включаются; сразу, при переходе от состояния покоя к привычной деятельности, и характеризуются; преобладанием- реакций анаболизма: Для второго эшелона резервов характерно: уравновешивание реакций анаболизма и катаболизма;. И, наконец, третий эшелон резервов используется организмом, только в экстремальных ситуациях, достигается «дорогой ценой» и происходит потипу реакции «острый стресс».
По- мнению HL Selye,. истощение адаптационной; энергии? после кратковременных нагрузок; бывает обратимым, но полное истощение адаптационной? энергии;- необратимо- [119]. Данные, созвучные- этой идеи,, приводят отечественные специалисты [93:, 111, 127 и др.],.которые наглядно подтверждают вывод о невозможности длительного сохранения спортивной формы и высвечи вают проблемы, которые могут возникнуть, если пренебрегать известными закономерностями адаптации.
Современные исследователи далеки от того, чтобы полностью распространить теорию Н. Selye об адаптационной энергии на объяснение всех вышеописанных фактов, тем не менее, рациональные стороны теории Н. Selye могут быть полезны в разрешении вопросов относительно связи теории развития и теории адаптации.
По мнению Ф.З. Меерсона, М.Г. Пшенниковой, рассматриваемые изменения, происходящие в организме в ответ на разного рода воздействия, выделяют четыре стадии адаптационного процесса [93].
В первой стадии-(называемой в разных вариантах «аварийной» стадией, «срочной» адаптацией) в нетренированном организме происходят выраженные стресс-реакции, зачастую сопровождающиеся повреждением клеточных структур организма и «несовершенством» двигательной реакции. В целом эта «аварийная» стадия характеризуется максимальной1 по уровню и неэкономной- гиперфункцией системы, ответственной за адаптацию; утратой функционального-резерва данной системы, явлениями чрезмерной стресс-реакции и повреждениями. Как видно, на этой стадии-ещё не "проявляются морфофункциональные перестройки на уровне различных систем организма, что, строго говоря, не позволяет рассматривать стадию «срочной» адаптации с точки зрения развития тренированности.
Во второй, «переходной», стадии долговременной адаптации существенно активизируются морфофункциональные перестройки (выраженные, в частности, в гипертрофических изменениях в мышечной и других системах). Которые, сопряжены с активацией генетического аппарата клеточных структур, синтезом-структурных компонентов (нуклеиновых кислот и белков) и возрастанием функциональных возможностей адаптирующихся систем организма. Происходит формирование разветвленного структурного «следа». По сути дела, можно говорить о развитии тренированности с этой стадии.
Адаптационные изменения систем кророобращения и дыхания организма человека в процессе приспособления к мышечной деятельности
В І настоящее время; в связис с ростом- спортивных результатов появляется необходимость в более тщательном изучении физиологических возможностей кардиореспираторной системы организма человека, так как она определяет физическую работоспособность, а также насколько обычные физические нагрузки-имеют аэробный характер и: зависят от функционирования системы транспорта, кислорода. Для этого разрабатываются новые формьг медицинского контроля: Изучаются: особенности влияния индивидуальных физических нагрузок на организм спортсменов..
Изучение уровня функциональной подготовленности организма необхо-димо?для. Диагностики тренированности спортсменов.
Тренированность. - состояние, характеризующее готовность, к достижению высоких результатов в избранном виде спорта. Её уровень зависит от эффективности структурно-функциональной. перестройки организма, которая со четается со специальной тактико-теоретической, физической и психологической, интеллектуальной и интегральной подготовленностью спортсмена.
В результате долговременной адаптации к физической нагрузке обнаруживаются специфические для каждой висцеральной системы функциональные изменения, подкрепляющиеся морфологическими сдвигами в некоторых внутренних органах. Комплексная структурно-функциональная перестройка висцеральных систем организма обеспечивает их высокую работоспособность.
Проблема состояния здоровья спортсменов, систематически использующих в тренировочном процессе большие нагрузки, изучалась многими авторами: (ИМ. Вольнов, 1958; В.К. Добровольский, Д.Ф. Шпаковский, 1970; Н.Д. Граевская? 1975; A.F. Дембо, 1970 - 80; Ф.А. Иорданская, 1982; В.Ф. Башкиров, Д. Шойлев, Н. Аркин, 1982; М. Мачек, 1982; Е.Б. Сологуб, 2003).
Состояние здоровья и уровень функционального состояния (УФС) организма спортсменов связаны теснейшим образом. С одной1 стороны наличие тех или иных отклонений в состоянии здоровья вызывает снижение функциональных возможностей и обуславливает нарушение процессов, адаптации к физическим нагрузкам. С другой стороны, снижение адаптационных возможностей в результате чрезмерного воздействия нагрузок может явиться основой для развития предпатологического и патологического состояний. (Ф.А. Иорданская, Н.А. Фролочкина, 1979). Хорошее состояние здоровья и высокий УФС являются важным компонентом в достижении высоких спортивных результатов на современном этапе развития спорта, когда резко возрастают объёмы и интенсивность тренировочных нагрузок и стрессовых напряжений в период соревнований.
По данным литературных источников [104, 105, 113, 117, 143] известно, что у спортсменов сердечно-сосудистая система находится на качественно иной ступени функционирования не только при нагрузке, но и в состоянии покоя.
Сердце, адаптированное к физической нагрузке, обладает высокой сократительной способностью. Сердечная мышца не испытывает недостатка в кислороде при напряженной работе. Главным источником для сердечной деятель ности является окислительное фосфорилирование, т.е. сопряжение окислительных процессов с накоплением энергии в АТФ и КрФ. Сам сократительный акт сердечной мышцы — результат трансформации энергии АТФ в механическую работу.
При высоком уровне адаптации организма к физическим нагрузкам максимально полезный результат должен быть получен ценой наименьшего напряжения регуляторных механизмов. Для определения работоспособности мышечной системы необходимо оценить как системный кровоток в целом, так и регионарный уровень кровоснабжения. Поэтому определенный интерес представляет выявление принципов регионарной автономности и централизации управления.
Дозированная мышечная работа служит прекрасным средством получения и поддержания реакции активации, однако при больших мышечных нагрузках организм работает на низких уровнях реактивности (высоких «этажах»), что увеличивает выносливость организма к физической нагрузке, но требует больших энергетических трат. Особенно в предсоревновательном и соревновательном периодах. В напряженных реакциях тренировки и активации, а особенно при стрессе, спортсмены чувствуют себя хуже, появляется раздражительность, неуверенность в себе, снижаются спортивные результаты.
Рассмотрев воздействия движения на внутреннюю среду организма, необходимо затронуть вопрос о регуляторных механизмах, обеспечивающих приспособление к мышечной деятельности. Реакция сердца на мышечное усилие возникает так быстро, что метаболические сдвиги не могут быть причиной изменений деятельности сердца в начале работы. Первый межсистолический интервал, совпадающий с началом работы, уже укорочен. Аналогично этому, сразу от момента начала работы установленсскачкообразное увеличение легочной вентиляции, получившее название быстрого нейрогенного компонента вентиляторной реакции на работу (Г.Г. Исаев, 1990). Указанные реакции осуществляются благодаря корковому механизму и рефлекторному. Импульсы из двигательных зон коры, идущие к скелетным мышцам, иррадиируют, вызывая воз буждение вегетативных центров (В.В. Васильева, Н.А. Степочкина, 1986; Г.Г. Исаев, 1990). Интеграция между двигательной активностью и изменением кар-диореспираторной системы происходит, вероятно, в гипоталамусе. Наряду с этим осуществляются так называемые моторно-висцеральные рефлексы, основанные на проприорецепции (М.Р. Могендович, 1957). Физическая деятельность сопровождается также изменением состояния-эндокринной системы. Под влиянием физической деятельности в крови, как правило, возрастает концентрация катехоламинов (Т.Н. Кассиль, 1987), соматотропного гормона (В.А. Шестаков, 1990), глюкагона (А.А. Виру, П.К. Кырге, 1983), ренина и альдосте-рона (В.А. Шестов, 1990), тестостерона (Т.В. Королёва, B.C. Чайковский, 1987).
Дальнейшее исследование количественно-качественного принципа развития адаптационных реакций кардиореспиратонои системы организма в связи с мышечной деятельностью может способствовать выявлению скрытых резервов организма и снижению энергетических трат при больших мышечных нагрузках:.
Система кровообращения одной из первых включаетсяв реакцию адаптации и играет важную роль в поддержании гомеостазиса организма в новых условиях. Являясь важным лимитирующим звеном, от которого во многом зависит конечный, адаптивный результат, система кровообращения может служить и маркером общего адаптационного процесса. Поэтому изучение проблемы физиологии и патологии механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы приобретает первостепенное значение (Г.М . Данишевский, 1955, 1970; В .Д. Афанасьева, 1961, И.В. Шастин, 1965; Н.Р. Деряпа, 1965; М.И. Мочалова, 1972).
Методические основы исследования
В физиологии существует много различных методик, определяющих физическую работоспособность человека, однако они в основном являются субъективными и не учитывают уровень и специфику того или иного индивидуума. Поэтому мы в своих исследованиях предприняли попытку изучить функциональное состояние систем кровообращения и дыхания организма человека с учётом уровня и специфики адаптации к мышечной деятельности с помощью классических методов и новых методик: 1. Проводили антропометрические измерения по общепринятым методикам. 2. Определяли функциональные показатели кардиореспираторной системы в состоянии покоя и после физической нагрузки: частота сердечных сокращений (ЧСС) с помощью цифрового монитора сердечной деятельности от Timex "модель «30 - LAP» и модель «фитнес» рис. 2.1.1. артериальное давление (АД) измерялось с помощью электронного измерителя артериального давления, полуавтоматического тонометра с памятью серии UA Модель UA - 602 (A&D Company Ltd) рис 2.1.2. Рис. 2.1.2. Полуавтоматический тонометр с памятью серии UA Модель UA -602 (A&D Company Ltd). систолическое артериальное давление (САД); диастолическое артериальное давление (ДАД); жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ); физическая работоспособность по индексу Гарвардского степ-теста; физическая работоспособность по тесту PWCno» регистрация параметров дыхания в состоянии покоя; определение максимальной вентиляции лёгких (МВЛ). Исследование выполнено нами в период с 2001 по 2008 год.
В соответствии с целью и задачами работы нами было обследовано 158 человек мужского пола в возрасте 14-24 лет. В состав испытуемых вошли учащиеся и студенты г. Владимира, занимающиеся спортом на базе: факультета физической культуры Владимирского государственного педагогического университета (в настоящее время ГОУ ВПО «Владимирский государственный гуманитарный университет»); специализированной детско-юношеской школы олимпийского резерва (СДЕОШОР) по лёгкой атлетике № 4; школы высшего спортивного мастерства (ШВСМ) по лёгкой атлетике; СДЮШОР по гимнастике; СДЮШОР по боксу, Спортивного клуба «Невский» (рукопашный бой) и лица, не занимающиеся спортом.
Программа исследования включала в себя изучение особенностей адаптации к мышечным нагрузкам спортсменов разных специализаций (гимнасты, легкоатлеты и единоборцы) имеющие ПІ - П взрослые спортивные разряды, со стажем занятий спортом 1-3 года и спортсмены I разряда, КМС и МС со стажем занятий от 6 до 17 лет, а также лица, незанимающиеся спортом.
Все испытуемые были разделены на 4 группы: группа 1 - спортсмены, занимающиеся» спортивными единоборствами (бокс и рукопашный бой — 52 человека); тренирующиеся круглогодично, с преобладанием BJ тренировочных программах упражнений скоростно-силовой направленности и специальной выносливости; группа 2 - гимнасты (28 человек), программа подготовки которых в основном включала развитие гибкости, координации движений, и силовых качеств; группа 3 - легкоатлеты (бег на короткие и средние дистанции (55 человек), у которых в тренировке преобладала работа над развитием быстроты и скоростной выносливости; группа 4 - контрольная (23 человека) в нее были отобраны практически здоровые люди, не занимающиеся спортом.
Проблема оценки физической работоспособности достаточно хорошо проработана и исследована в отечественной и зарубежной спортивной медицине. По своей сути методы определения физической работоспособности относятся к нагрузочным тестам на сердечно-сосудистую систему. К числу классических методов определения физической работоспособности относится разработанный в 1936. году в Гарвардской лаборатории степ-тест под руководством D.B. Dilla. Данный тест характеризует способность организма работать на выносливость и выражает ее количественно через индекс. Существует множество обобщений исходного Гарвардского степ-теста (проба Съестранда, велоэрго-метрические пробы и так далее).
Все наблюдаемые группы спортсменов были разделены на две группы, в зависимости от уровня спортивной квалификации: на спортсменов, имеющих массовый - III - II взрослый спортивный разряд, со стажем занятий спортом 1 -3 года и спортсменов I разряда, кандидатов в мастера спорта и имеющих звание «Мастер спорта России» со стажем занятий спортом от 6 до 17 лет.
Экспериментальные работы по исследованию физической работоспособности выполнялись в период 2001 -2008 гг. в лаборатории Владимирского госу-дарственного педагогического университета (в настоящее время Владимирского государственного гуманитарного университета). В эксперименте был использован Гарвардский степ-тест (L. Broucha, 1942; В.И. Дубровский, 1999), который заключался в следующем: испытуемый поднимался на ступеньку высотой 50 см в течение 5 мин. в заданном темпе 30 подъёмов в 1 мин., каждый цикл состоял из четырех шагов. Темп задавался метрономом (120 уд/мин). После завершения теста испытуемый садился на стул и в течение первых 30с на 2-й, 3-й, 4-й минутах подсчитывалась ЧСС.
Исследования физической работоспособности по Гарвардскому степ-тесту
Тогда как легкоатлеты имели индекс на 5% больший, чем в контрольной группе и эта разница была статистически достоверной (р 0,05). Величина индекса в группе гимнастов III-II разрядов составила - 81,8±1,3; у единоборцев -84,6±1,1; у легкоатлетов - 85,74±1,3; у контрольной группы - 81,3±0,8.
Для более глубокого анализа адаптации организма человека к мышечной деятельности проводили оценку аэробной работоспособности с помощью теста PWCi7o- Были получены данные, которые свидетельствовали, что в группе массовых спортивных разрядов (III - II разряды) физическая работоспособность достоверно выше, чем в контрольной группе. Так в группе гимнастов она составила 847,2±11,3 кГм/мин, что на 12% (р 0,01) выше, чем в контрольной группе. Значительно большей была разница аэробной работоспособности в группах спортивных единоборств и легкой атлетики (рис. 3.2.1.). Здесь разница с контрольной группой достигла 38 - 40% (р 0,01).
Важно иметь в виду, что имелась разница в аэробной работоспособности в соответствующих группах спортсменов младших и старших разрядов. Так гимнасты, кандидаты и мастера спорта были на 9% (р 0,05) более выносливы, чем спортсмены III - II разрядов. Еще больше различались по этой функциональной характеристике спортсмены групп единоборств (разница 18%, р 0,01) и особенно легкой атлетики. В последнем случае разница достигала 25% (р 0,01). Эти различия хорошо иллюстрирует (рис. 3.2.3.).
Разница (в % по сравнению с контрольной группой) в величине аэробной работоспособности (тест PWCno) У спортсменов, разных спортивных специализаций, массовых и высших разрядов. Таким образом, наиболее высокое данные теста PWCno были зарегистрированы у спортсменов в группе 1, в среднем работоспособность здесь составила 1062,4±26,4 кгм/мин. Несколько меньше она оказалась у легкоатлетов -1044,2±28,1 кгм/мин. Из всех спортсменов наименьшие показатели физической работоспособности у гимнастов (847,2±11,3 кгм/мин). В контрольной группе эти показатели составили всего 758,6±9,8 кгм/мин. С повышением уровня спортивного мастерства полученные результаты изменились. Спортсмены высоких разрядов имели большие значения физической работоспособности. Так у легкоатлетов они в среднем составили 1309,9±30,7 кгм/мин, а в группе единоборцев - 1253,4±18,7 кгм/мин. Было выявлено, что у гимнастов аэробный потенциал составил 921,2±18,6 кгм/мин, что достоверно (р 0,05) меньше, чем в группе легкоатлетов, но тем не менее выше, чем в контрольной группе. Необходимо-заметить, что у спортсменов массовых разрядов физическая работоспособность соответствовала оценке (по В:Л. Карпману с соавт. 1974) «ниже средней», а в, группах спортсменов высших разрядов - средней величине (Г.А. Макарова, 2004).
Таким образом, наибольшие изменения величины PWCno наблюдались у представителей таких видов спорта как лёгкая атлетика, бокс, рукопашный бой. В программе подготовки этих спортсменов большое внимание уделяется по-, вышению функциональной подготовленности развитию выносливости (Дж. Уилмор, Д.Л. Костилл, 2001).
Одним из самых информативных показателей- функциональной подготовленности спортсмена являются характеристики сердечно-сосудистой системы (А.В. Старшинов, 2005). Изменения АД и ЧСС при воздействии физической нагрузки соответствуют ее интенсивности (В.Л. Карпман и др., 1987). Для выявления степени адаптации к мышечной деятельности, спортсменов с различной спецификой адаптации к мышечной деятельности изучили динамику АД и . 4GC при воздействии физических нагрузок различной интенсивности.- Для этого испытуемые выполняли тестирующие нагрузки на велоэргометре умеренной (40% от максимума), средней (60%), и субмаксимальной (80%) интенсивности.
