Введение к работе
Актуальность исследования. Одним из основных направлений в физиологии спорта является выявление различных способов коррекции работоспособности. Эта проблема становится наиболее актуальной, так как без использования средств повышения работоспособности невозможно достичь высоких спортивных результатов (В.А.Бухарин, А.С.Солодков, 2009).
С каждым годом происходит прогрессирующее увеличение объема и интенсивности тренировочных нагрузок, дальнейший рост которых лимитируется физиологическими возможностями организма спортсмена. Как указывает Н.А.Агаджанян (1981), «Как ни огромны функциональные возможности организма, но они не бесконечны». Всегда необходимо учитывать тот факт, что никакие, даже самые тщательно разработанные программы тренировки, не могут учесть всего многообразия функциональных особенностей организма человека.
В этой связи весьма остро встает задача. поиска высокоэффективных средств и методов процесса подготовки спортсменов к напряженной мышечной деятельности, позволяющей существенно расширить диапазон адаптационных перестроек организма (С.А.Воскресенский, Е.П.Горбанева, Д.В.Медведев, И.Н.Солопов, 2010). С этих позиций поиск современных экологически чистых средств повышения спортивных результатов без дальнейшего увеличения объема и интенсивности тренировочных нагрузок с учетом функциональных возможностей организма спортсменов является актуальным.
При выполнении физических упражнений часто возникают различные по своей напряженности гипоксические состояния, как результат несоответствия между резко возросшими энергетическими потребностями организма и возможностями их удовлетворения (Н.И.Волков, 2000; Е.К.Аганянц, 2001; Н.В.Давыдова, 2002; Л.Д.Лукьянова, 2004; М.В.Балыкин, 2009).
Периодически возникающая гипоксия в той или иной степени обычна для многих форм спортивной деятельности (А.З.Колчинская, 1988; 1998; В.С.Мищенко, 2003; В.В.Михайлов, 2004 и ряд др.). При этом величина физиологических изменений в организме зависит от интенсивности и продолжительности нагрузки (Н.В.Давыдова, 2002; В.Г. Двоеносов, 2009).
Способность организма преодолевать гипоксемические и гиперкапнические сдвиги определяются целостной реакцией организма, в которую вовлекаются основные газотранспортные системы, обеспечивающие снабжение организма кислородом. Поэтому оценка изменений в организме, возникающих при действии гипоксии-гиперкапнии должна носить комплексный характер. Наиболее высокие требования предъявляют к организму нагрузки максимальной и субмаксимальной мощности, во время которых накапливается значительный кислородный долг, возникает выраженная артериальная гипоксемия, и тканевая гипоксия (гипоксия нагрузки). При этом возникает гипоксия мышечной ткани, приводящая не только к снижению работоспособности и возникновению утомления, но и к
различным функциональным расстройствам (М.В.Балыкин, И.В.Антипов, Н.Д.Бритвина, С.А.Сагитова, Е.Д.Пупырева, Е.А.Голованов, 2009).
Медико-биологические исследования последних лет подтверждают значимость показателей устойчивости к гипоксии в достижении высоких спортивных результатов, особенно в циклических видах спорта, свазанкых с необходимостью преодолевать дефицит кислорода (А.З.Колчинская, 1998; H.Hoppeler, M.Vogt, E.R.Weibel, М. Fluck M.Vogt M., 2001; Н.И.Волков, 2002; Н.В.Давыдова, 2002; В.СМищенко, 2003; Ю.Н.Королев, 2009 и др.).
Вместе с тем, целый ряд вопросов, касающихся особенностей функционирования организма в условиях гипоксии, остается малоизученным. Более того, практически нет работ, посвященных изучению влияния низкоинтенсивного лазерного излучения на показатели устойчивости к гипоксии спортсменов циклических видов спорта, а ведь известно, что НИЛИ в условиях гипофункции оказывает положительный эффект (Л.П.Свиридкина, 1989; Г.Е.Бриль, Л.В.Гаспарян, 2006; А.В.Губанова, 2007; Т.М.Брук с соавт., 1997, 2007, 2009, 2010]. В то же время, анализ доступной литературы показывает немногочисленные сведения о стимулирующем эффекте НИЛИ на уровень физической работоспособности спортсменов, что делает актуальным изучение влияния лазерного воздействия как на функциональную устойчивость к гипоксии-гиперкапнии, так и физическую работоспособность спортсменов циклических видов спорта.
Цель исследования. Оценка устойчивости организма спортсменов к условиям гипоксии-гиперкапнии и изучение влияния низкоинтенсивного лазерного воздействия в этих условиях.
Объект исследования: физическая работоспособность и устойчивость организма спортсменов к гипоксии в условиях мышечной деятельности.
Предмет исследования: повышение устойчивости организма к гипоксии при целенаправленном применении низкоинтенсивного лазерного излучения.
Гипотеза исследования. Было выдвинуто предположение, что эффективность тренировочного процесса и отбор наиболее перспективных спортсменов для участия в ответственных соревнованиях существенно зависит от устойчивости их организма к условиям гипоксии-гиперкапнии, возникающей в ряде видов спорта при напряженной мышечной деятельности. Разработка концептуальной модели оценки потенциальных возможностей спортсменов по неодинаковой реакции на кислородный дефицит и о положительном эффекте влияния НИЛИ на устойчивость организма к гипоксии даст возможность предложить эффективное безмедикаментозное средство повышения физической работоспособности спортсменов. Задачи исследования:
1. Изучить особенности развития гипоксии у спортсменов,
характеризующихся неодинаковой функциональной устойчивостью к дефициту
кислорода.
2. Провести сравнительный анализ адаптивных реакций основных
систем вегетативного обеспечения организма спортсменов в зависимости от
устойчивости к гипоксии-гиперкапнии.
3. Исследовать взаимосвязь гипоксии с интегративными показателями
аэробной (МІЖ) и анаэробной (МКД) производительности организма.
4. Оценить влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на
длительность гипоксемических проб и работоспособность спортсменов с
неодинаковой устойчивостью к гипоксии-гиперкапнии.
Методы исследования: Принимая во внимание задачи исследования, в работе использованы следующие методы: анализ специальной научно-методической литературы; оксигемометрия в сочетании с гипоксемическими пробами; исследование газового состава альвеолярного воздуха; спирография; исследование основных показателей КОС крови; тестирование МІЖ и МКД; тестирование общей физической работоспособности по тесту PWC^o; воздействие низкоинтенсивным лазерным излучением (НИЛИ); статистическая обработка полученных результатов.
Организация исследования: В исследовании приняли участие 30 спортсменов циклических видов спорта академии физической культуры, спорта и туризма г. Смоленска (лыжники-гонщики и велосипедисты-шоссейники) в возрасте 18-22 лет, имеющие одинаковый уровень физической подготовленности (I спортивный разряд) и не имеющие отклонений в состоянии здоровья.
В качестве гипоксически-гиперкапнических гестов использовали инспиративное апноэ - задержку дыхания (ЗД) на вдохе на уровне ЖЕЛ и возвратное дыхание (ВД) в замкнутом пространстве, объемом в одну ЖЕЛ.
По степени устойчивости к гипоксии-гиперкапнии спортсмены разделены на две равные группы (по 15 человек в каждой) с градацией показателей ЗД свыше 90 с (1-я группа) и до 90 с (И-я группа).
Эксперимент проводился в 3 этапа:
-
этап: с целью оценки адаптивных реакций к гипоксии-гиперкапнии у всех испытуемых спортсменов циклических видов спорта в состоянии относительного покоя проведен сравнительный анализ оксигенации крови, спирографических показателей, газового состава альвеолярного воздуха и кислотно-основного состояния крови.
-
этап: для оценки влияния физической нагрузки исследовали аэробную и анаэробную работоспособность (по МПК и МКД).
-
этап: применено низкоэнергетическое импульсное лазерное излучение ближней инфракрасной области спектра со следующими параметрами: длина волны излучения — 0,89±0,02 мкм, мощность импульса 3,7 Вт, частота следования импульсов 80 и 1500 Гц. Время экспозиции - 9 мин. (О.К.Скобелкин,1997, 2006).
Все испытуемые (п=30) прошли однократное воздействие лазерного излучения чрезкожным методом на сосуды трех областей:
проекция сонных артерий (2 излучателя) - 1500 Гц, 2 мин;
проекция верхушечного толчка сердца (1 излучатель) - 80 Гц, 5 мин.
проекция лучевых артерий (2 излучателя) - 1500 Гц - 2 мин.
Причем, как до воздействия НИЛИ, так и после однократного лазерного воздействия у всех спортсменов исследовали длительность гипоксемических проб, степень снижения оксигенации крови, уровень физической работоспособности и ряд показателей кардиореспираторной системы.
Научная новизна. В результате исследований впервые установлено и экспериментально обосновано, что:
- приспособительные реакции и устойчивость к условиям гипоксии-
гиперкапнии у спортсменов различны и зависят от возможностей их организма;
способность преодолевать дефицит кислорода в условиях гипоксемических проб тесно взаимосвязана с изменениями показателей внешнего дыхания и кислотно-основного состояния крови;
высокая значимость гипоксического и гиперкапнического факторов в работоспособности спортсменов циклических видов спорта;
устойчивость к гипоксии при определенных условиях имеет сигнальное значение, критерием прогнозирования спортивных результатов может служить длительность гипоксемических проб;
у спортсменов циклических видов спорта, обладающих неодинаковой переносимостью гипоксемических состояний, воздействие НИЛИ повышает устойчивость к гипоксии-гиперкапнии и способность противостоять нарастающему утомлению;
- однократное лазерное облучение сосудов в области лучезапястных
суставов, сонных артерий и сердца стимулирует экстренные
приспособительные реакции к гипоксии, приводит к экономизации работы
кардиореспираторной системы и повышению общей физической
работоспособности спортсменов циклических видов спорта.
Теоретическая значимость.
Полученные данные расширяют и углубляют существующие представления в обосновании приоритетных путей повышения спортивной работоспособности и роста спортивного мастерства спортсменов с учетом переносимости гипоксических состояний. Установлено, что спортсмены с невысокой устойчивостью к гипоксическому фактору, не способны к выполнению больших объемов физических нагрузок.
Практическая значимость. Материалы исследования имеют практическое значение при комплексной оценке особенностей адаптации кардиореспираторной системы к условиям гипоксии-гиперкапнии. Адаптивные реакции, возникающие при напряженной мышечной деятельности, позволяют учитывать потенциальные возможности спортсменов и результативно повышать их физическую работоспособность. Результаты диссертационного исследования могут быть использованы для повышения эффективности учебно-тренировочного процесса и повышения спортивных результатов, полезны преподавателям-тренерам в разработке оптимальных режимов двигательной деятельности для оптимизации тренировочного процесса.
Результаты работы позволяют рекомендовать простые и информативные тесты, связанные с произвольным апноэ в различных модификациях, как
объективные, специальные тесты для диагностики потенциальных возможностей спортсменов в видах спорта, где сдвиги в газовом гомеостазе являются одним из факторов, лимитирующих физическую работоспособность.
В результате проведенных исследований предложены средства повышения устойчивости к гипоксическому фактору. Установлено, что однократное воздействие НИЛИ может быть использовано в тренировочном процессе как эффективное экстренное средство повышения устойчивости к возникающей гипоксии при напряженной мышечной деятельности для поддержания работоспособности спортсменов.
Полученные данные внедрены в лекционный курс и практические занятия на кафедре биологических дисциплин Смоленской государственной академии физической культуры, спорта и туризма для осуществления индивидуального подхода и планирования тренировочных занятий с лицами, имеющими различную степень устойчивости к условиям гипоксии.
Основные положения, выносимые за защиту:
- Устойчивость к гипоксии-гиперкапнии в значительной степени
определяется, как способностью организма временно компенсировать
изменения газового гомеостаза (УФ), так и способностью организма переносить
возрастающий сдвиг в газовом гомеостазе и противостоять увеличивающемуся
хеморецепторному драйву в гипоксемической фазе (ГФ).
- Спортсмены с более высокой устойчивостью к гипоксическому фактору
способны более длительное время переносить дефицит кислорода и в момент
максимального усилия - к оптимальной мобилизации функций. Лица, имеющие
низкие показатели ЗД и ВД, представляют собой группу спортсменов с высокой
врожденной хеморецепторной чувствительностью к основным дыхательным
стимулам (люди-«вентиляторы» по K.Schaefer, 1971), что не позволяет им при
усугублении сдвигов в газовом гомеостазе переносить данные сдвиги в
организме.
- Однократное воздействие НИЛИ на области сосудов лучезалястных
суставов, сонных артерий, и сердца, приводит к повышению устойчивости к
гипоксии-гиперкапнии и физической работоспособности.
Апробация работы.
Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались:
А, - На международных и всероссийских научно-практических конференциях:
-
«Повышение функциональной устойчивости к недостатку кислорода как средство повышения работоспособности». Всесоюзный научный симпозиум. - М., 1982.
-
«Изучение адаптации к мышечной деятельности у спортсменов с различной устойчивостью к гипоксии. Физиологические механизмы адаптации к мышечной деятельности». Всесоюзная XVTI научная конференция. - М., 1985.
-
«Оценка функциональных возможностей высококвалифицированных
спортсменов по кислотно-щелочному статусу». Всесоюзная научная конференция. -М., 1990.
4. «Анализ механизмов различной степени адаптации к гипоксии-
гиперкапнии». Межфункциональные взаимоотношения при адаптации
организма к спортивной деятельности: Межвуз. науч.конференция - Л., 1991.
5. «Взаимосвязь спортивной работоспособности и дыхательных
возможностей спортсменов с различной степенью устойчивости к гипоксии-
гиперкапнии в зависимости от спортивной специализации». Всероссийская
научно-практическая конференция. - Малаховка, 1992.
6. «Механизмы адаптации и мобилизации кардиореспираторной системы
у спортсменов с различной устойчивостью к гипоксии-гиперкапнии».
Межвузовская конференция. - Смоленск: СГМА, 1996.
7. «Гипоксия как фактор, лимитирующий работоспособность
спортсменов». Межвуз. научно-практическая конференция. - Смоленск, 2009.
-
«Анализ влияния низкоинтенсивного лазерного излучения на устойчивость к пшоксии-гиперккпнии». Научно-практическая конференция проф.-препод. состава СГАФКСТ. - Смоленск, 2009.
-
«Анализ влияния низкоинтенсивного лазерного излучения на устойчивость к гипоксии-гиперкапнии и работоспособность лыжников». Международный семинар. - Смоленск, 2009.
Б. На расширенном заседании кафедр биологических дисциплин, спортивной медицины и адаптивной физической культуры, оздоровительных технологий СГАФКСТ; физиологии СмолГУ, патофизиологии СГМА.-Смоленск, 2010.
Публикации: По теме диссертации имеется 13 публикаций, из них 2 статьи в журналах, рецензируемых ВАК.
Объем и структура диссертации.
