CC BY
4АНАЭРОБНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ГИПОКСИЧЕСКОГО СТИМУЛА
НА ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ
УДК/UDC 57.023
Поступила в редакцию 29.08.2022 г.
Кандидат педагогических наук, доцент А.И. Лаптев1
Доктор биологических наук, профессор Р.В. Тамбовцева1
1Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК), Москва
ANAEROBIC WORKING CAPABILITY UNDER THE INFLUENCE OF A HYPOXIC STIMUL ON HIGHLY SKILLED ATHLETES
PhD, Associate Professor A.I. Laptev1
Dr. Biol., Professor R.V. Tambovtseva1
1 Russian State University of Physical Education, Sports, Youth and Tourism (SCOLIPE), Moscow
Информация для связи с автором: laptaleksej@yandex.ru
Аннотация
Цель исследования - оценить влияние однократного и многократного ги-поксического воздействия на анаэробную работоспособность пловцов и легкоатлетов.
Методика и организация исследования. Оцениваются изменения показателей дыхательной системы, гемодинамики после воздействия гипоксическо-го стимула в периоде работы и восстановления с применением большого количества методов, таких как газометрия с применением газоанализатора Cortex Metalyser 3B-R2, эргометрия на велоэргометре Monark 894E, пуль-сометрия, определение лактата в крови с использованием прибора Biosen C-line.
Результаты исследования и выводы. В работе показаны изменения до и после гипоксического воздействия, эргометрических и физиологических показателей спортсменов во время анаэробной работы на велоэргометре (3x90 с), как при однократном, так и при многократном гипоксическом воздействии. При обоих вариантах гипоксического воздействия, на этапах восстановления после каждой 90-секундной работы, снизились такие показатели, как относительное и абсолютное потребление кислорода ^02относ, VO^J, уровень концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе (VC02). Показатели вентиляции легких (VE) и уровень концентрации лактата в крови (HLa) значительно снизились при многократном гипоксическом воздействии. Зафиксировано, что при многократной гипоксии в период восстановления скорость снижения всех физиологических показателей работоспособности выше, что характеризует процессы восстановления.
Ключевые слова: гипоксия, анаэробная работоспособность, гипоксическая устойчивость, высококвалифицированные спортсмены, пловцы, легкоатлеты, анаэробная мощность, анаэробная емкость.
Abstract
Objective of the study was to evaluate the effect of single and repeated hypoxic exposure on the anaerobic performance of swimmers and athletes. Methods and structure of the study. Changes in the parameters of the respiratory system, hemodynamics after exposure to a hypoxic stimulus during work and recovery are assessed using a large number of methods, such as gasometry using the Cortex Metalyser 3B-R2 gas analyzer, ergometry on the Monark 894E bicycle ergometer, pulsometry, determination of lactate in the blood using the Biosen device C-line.
Results and conclusions. The paper shows changes before and after hypoxic exposure, ergometric and physiological parameters of athletes during anaerobic work on a bicycle ergometer (3x90 s), both with single and multiple hypoxic exposure. In both variants of hypoxic exposure, at the stages of recovery after each 90-second work, such indicators as relative and absolute oxygen consumption (VO2rel., VO2absol.), the level of carbon dioxide concentration in the exhaled air (VCO2) decreased. Lung ventilation (VE) and blood lactate concentration (HLa) decreased significantly with repeated hypoxic exposure. It has been recorded that with repeated hypoxia during the recovery period, the rate of decline in all physiological performance indicators is higher, which characterizes the recovery processes.
Keywords: hypoxia, anaerobic performance, hypoxic resistance, highly skilled athletes, swimmers, athletes, anaerobic power, anaerobic capacity.
□ и
£ г. CL
4—
О OJ и
CL ' -о с
га
£
О (U .с Н
Введение. Спорт высших достижений характеризуется выполнением интенсивной физической работы на фоне значительной кислородной недостаточности, в связи с этим на протяжении многих лет в спортивной практике эффективно применяется такой эргогенический метод воздействия на биоэнергетические способности спортсмена, как гипоксия [2]. В то же время повышение интенсивности подготовки, напряженность тренировочной и соревновательной деятельности, их психическая и эмоциональная составляющая существенно выросли, что в свою очередь повлияло на усиление эффекта проявления двигательной гипоксии в обеспечении работоспособности [4].
В результате сочетанного воздействия двигательной и ги-поксической гипоксии при подготовке в условиях среднего-рья итоговый эффект гипоксического фактора на организм спортсмена значительно усиливается и суммируется, что в свою очередь может привести к острой гипоксии, оказывающей повреждающие действия на организм спортсмена [1]. Также наиважнейшим условием эффективного использования тренировки в среднегорье является реадаптация и стабилизация работоспособности после возвращения из среднегорья [3]. В связи с этим особый интерес вызывает появление такой технологической установки, как гипоксика-
72
http://www.teoriya.ru
№11 • 2022 Ноябрь | November
тор, позволяющей создавать различные варианты гипоксии и горного климата в условиях нормального барометрического давления, а его эффективное применение в клинической медицине дает возможность изучить влияние искусственной гипоксии и на организм спортсменов.
Цель исследования - оценить влияние однократного и многократного гипоксического воздействия на анаэробную работоспособность пловцов и легкоатлетов.
Методика и организация исследования. Научная работа осуществлялась в стандартизированных лабораторных условиях, на базе лаборатории биоэнергетики при кафедре «Биохимии и биоэнергетики спорта им. Н. И. Волкова» РГУФКСМиТ. В эксперименте принимали участие пять действующих спортсменов, специализирующихся в плавании на короткие и средние дистанции, и пять спортсменов легкоатлетов, специализирующихся в беге на средние и длинные дистанции, имеющие спортивные звания от КМС до МС. Возраст пловцов составил 18,6±0,97 года. В момент проведения исследований спортсмены были здоровы и находились в состоянии высокой тренированности. От каждого было получено информированное согласие на участие в исследовании.
Для определения анаэробной работоспособности выполнялся 90-секундный тест по типу теста Wingate на велоэр-гометре Monark 894E, данный тест проводился троекратно с интервалами отдыха 180 с. Испытуемый по сигналу выполнял 90-секундный спурт на велоэргометре с достижением максимальной частоты вращения педалей, необходимо было выполнить максимальное количество работы за рабочий подход теста. Сопротивление подбиралось индивидуально в соответствии с массой тела спортсменов и составляло 5%. Параллельно с регистрацией проявления механической работы во время выполнения теста фиксировались газометрические параметры при помощи газоанализатора Cortex
Metalyser 3B-R2 (Германия) и параметры деятельности сердечно-сосудистой системы (Polar, Финляндия) организма спортсменов. Также измерялся уровень концентрации лакта-та в крови, для чего использовался прибор Biosen C-line (Германия), измерения проводились в исходном состоянии, после каждой 90-секундной работы (3-я мин восстановления) и после выполнения анаэробного теста (3-я, 5-я, 7-я, 10-я мин восстановления). Выполнение такого теста позволило оценить гликолитическую анаэробную мощность и емкость.
Для исследований на устойчивость к гипоксии при анаэробной работе экспериментальная группа из 10 спортсменов разделилась на две подгруппы по пять человек. Первая группа участвовала в эксперименте на устойчивость к гипоксии при анаэробной работе с однодневным однократным гипоксическим воздействием с помощью гипоксикатора. Выполнялся односерийный трехкратный 90-секундный тест Вингейта на велоэргометре с предварительным 30-минутным гипоксическим воздействием на гипоксикаторе. Нор-мобарическое гипоксическое воздействие на гипоксикаторе осуществлялось через неделю после исходного анаэробного теста, в первой половине дня, после дня отдыха, до экспериментального выполнения теста Вингейта на велоэргометре.
Вторая группа участников эксперимента тестировалась на устойчивость к гипоксии при серийной (две серии) анаэробной работе в условиях многодневного (четырехдневного) и многократного (двухкратного) гипоксическо-го воздействия с помощью гипоксикатора. Выполнялся многосерийный тест Вингейта на велоэргометре - две серии, с тремя 90-секундными работами в каждой серии (всего шесть работ), с предварительным 30-минутным гипоксическим воздействием на гипоксикаторе, перед каждой серией. Гипоксическая проба и эксперимент осуществлялись через неделю после исходного анаэробного теста
Изменения эргометрических и физиологических показателей спортсменов во время анаэробной работы на велоэргометре (3x90' с) при применении однократного и многократного стимула гипоксии
Наименование показателя ± Л до и после гипоксического воздействия, %
Однократная гипоксия Многократная гипоксия
Работа 90 с 1-я 2-я 3-я 1-я 2-я 3-я
А б общ - 1,1 - 2,2 + 7,7 - 8,3 - 7,6 - 2,3
W крит - 11,2 + 2,6 + 3,3 - 21,2 - 9,9 - 4,9
W 90 ср. за 90 с - 1,1 - 2,2 + 7,7 - 7,9 - 7,6 - 2,3
К ут - 43,2 - 7,5 - 45,8 - 58,2 - 43,1 + 78,6
V02 относ - 9,2 - 11,6 - 4,6 - 4,7 - 9,3 - 5,9
V02 б 2 абсолют - 9,3 - 11,6 - 4,9 - 3,8 - 8,0 - 4,9
VC02 - 15,2 - 9,7 + 1,9 - 19,1 - 12,4 - 2,6
ЧСС max + 0,2 - 2,3 - 5,2 - 3,6 - 5,2 - 5,0
VE - 9,6 - 2,3 - 4,4 - 23,1 - 18,6 - 18,1
VE/V02 + 0,2 + 10 + 0,6 - 20,0 - 11,6 - 7,8
Восстановление 3 мин 1-е 2-е 3-е 1-е 2-е 3-е
VO2 2 относ - 18,6 - 23,8 - 18,2 - 13,8 - 22,1 - 10,0
VO 2 абсолют - 17,7 - 24,1 - 16,5 - 11,7 - 21,2 - 7,9
VCO2 - 13,1 - 17,5 - 5,6 - 5,8 - 11,2 - 0,8
ЧСС - 1,0 - 12,1 - 7,4 - 0,9 - 8,0 + 2,0
VE + 0,1 - 8,9 + 1,6 - 4,2 - 9,3 - 0,8
Ve/V02 + 20,7 + 17,3 + 16,2 + 8,2 + 11,3 + 4,2
HLa + 4,9 - 4,7 + 4,2 - 16,1 - 5,6 - 8,3
- благоприятное изменение - негативное изменение
№11 • 2022 Ноябрь | November
http://www.teoriya.ru
73
□ и
£ г. CL
ч—
О 0J и
CL ' -о с
га
^
О (U .с Н
Вингейта и проводились еженедельно (один раз в неделю) на протяжении четырех недель, в первой половине дня, после дня отдыха, перед началом эксперимента и до анаэробной физической нагрузки на велоэргометре.
Результаты исследования и их обсуждение. Результаты теста Вингейта на велоэргометре, без гипоксического воздействия, для оценки исходного состояния анаэробной работоспособности спортсменов показали, что максимальное относительное потребление кислорода (Ю2тах) составило 55 мл/мин/кг во время 2-й и 3-й 90-секундной работы, с колебанием стандартного отклонения на уровне 11% и 13% соответственно. Показатель максимального уровня концентрации лактата в крови был зафиксирован после 3-й работы и составил 15,6 ммоль/л с вариацией показателя на уровне 25%.
Оценка анаэробной работоспособности 1-й экспериментальной группы во время работы на велоэргометре и на этапах восстановления, после применения однократного 30-минутного гипоксического воздействия на гипоксикато-ре, до анаэробной работы выявила значительное снижение коэффициента утомления (Кут), по сравнению с исходным состоянием, показывающего темп нарастания утомления, а также снижение показателей вентиляции легких ^Е) и максимальной ЧСС во время работы.
Увеличение показателей мощности работы (А, , W ,
^ г \ общ крит'
за 90 с) во время выполнения 3-й 90-секундной анаэробной работы на велоэргометре, на фоне накопленной усталости, свидетельствует о повышении эффективности процессов анаэробного гликолиза - увеличении мощности и емкости.
Во 2-й экспериментальной группе при многократной гипоксии также наблюдается снижение показателей вентиляции легких и максимальной ЧСС во время работы, однако снизились и все показатели мощности работы М. , W ,
^ г \ общ крит'
за 90 с). Значительное снижение коэффициента утомления (Кут) во время 3-й работы и снижение вентиляторного эквивалента для О2 говорят о наступлении периода декомпенсации, когда включенные системы поддержания газового гомеоста-за не справляются с возрастающими к ним требованиями, с целью обеспечения необходимой анаэробной работоспособности.
В таблице показаны изменения до и после гипоксического воздействия, эргометрических и физиологических показателей спортсменов во время анаэробной работы на велоэргометре (3x90 с), как при однократном, так и многократном гипоксическом воздействии. При обоих вариантах гипоксического воздействия, на этапах восстановления после каждой 90-секундной работы, снизились такие показатели, как относительное и абсолютное потребление кислорода ^02относ, VO2абсолют), уровень концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе ^С02). Показатели вентиляции легких ^Е) и уровень концентрации лактата в крови ^а) значительно снизились при многократном гипоксическом воздействии.
Изменения физиологических показателей спортсменов на этапе восстановления, после анаэробной работы на велоэргометре, до и после гипоксического воздействия, показывают, что при однократной гипоксии значительно возрастает вентиляторный эквивалент для О2 на 3-й, 7-й, 10-й, и продукция С02 на 5-й мин восстановления. Оба этих показателя могут говорить о накоплении большого О2-долга в организме спортсменов. Снижение практически всех физиологических показателей работоспособности на 10-й мин восстановления, при многократной гипоксии, говорит об ускорении процессов восстановления.
При многократном гипоксическом воздействии наблюдается усиливающаяся тенденция к снижению физиологиче-
ских показателей работоспособности спортсменов при многократном гипоксическом воздействии, что может говорить о чрезмерном гипоксическом воздействии при анаэробной работе. Также видно значительное увеличении сигмальных отклонений, что говорит о высокой индивидуальной реакции на курсовое применение гипоксического воздействия. Необходимо нормировать длительность экспирации на ги-поксикаторе либо увеличивать уровень концентрации О2 во вдыхаемой газовой смеси, а также наблюдать за индивидуальной реакцией спортсмена при изменении того или иного параметра гипоксического воздействия.
Динамика изменения различных физиологических и биохимических показателей, в зависимости от времени восстановления, после выполнения анаэробной работы на вело-эргометре обращает внимание на нелинейность снижения уровня концентрации лактата в крови (HLa) при однократном гипоксическом воздействии, скачок между 5-й и 7-й минутами может говорить о замедлении диффузии молочной кислоты из клетки в кровь, что в свою очередь может быть связано с негативным воздействием гипоксии на деятельность рецепторов, отвечающих за удаление лактата из клетки. Данное предположение требует дополнительных исследований.
Вывод. Биохимические и физиологические показатели проявляют различную чувствительность при однократном и многократном гипоксическом воздействии. Эффективность применения гипоксических воздействий зависит от определения скорости восстановления функциональных систем после анаэробной работы.
Сочетанное воздействие нормобарической гипоксии и физических упражнений анаэробного характера снижает мощность выполняемой работы, но при этом активизирует деятельность дыхательного центра, что возможно использовать в качестве эргогенного эффекта в тренировочной деятельности.
Литература
1. Иорданская Ф. А. Гипоксия в тренировке спортсменов и факторы, повышающие ее эффективность / Ф. А. Иорданская. - М.: Советский спорт, 2015. - 158.4.
2. Левшин И. В. Гипероксические и гипоксические газовые смеси в спортивной практике / И. В. Левшин // Лечебная физкультура и спортивная медицина. - 2012. - № 11 (107). - 37-44.
3. Самойлов В. О. Влияние интервальных гипоксических тренировок на функциональное состояние человека в условиях гипок-сической гипоксии / В. О. Самойлов, А. Л. Максимов, Е. Б. Филиппова и др. // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2014. - № 4 (48). - 158-163.
4. Тамбовцева Р. В. Изменение физиологических показателей при анаэробной работе под воздействием нормобарической гипоксии / Р. В. Тамбовцева, Ю. Л. Войтенко, А. И. Лаптев и др. // Теория и практика физической культуры. - 2021. - № 7. - 86-88.
References
1. Jordanskaya F.A. Gipoksiya v trenirovke sportsmenov i faktory, povy-shayushchiye yeye effektivnost [Hypoxia in training athletes and factors that increase its effectiveness]. Moscow: Sovetskiy sport publ., 2015. 158.4.
2. Levshin I.V. Giperoksicheskiye i gipoksicheskiye gazovyye smesi v sportivnoy praktike [Hyperoxic and hypoxic gas mixtures in sports practice]. Lechebnaya fizkultura i sportivnaya meditsina. 2012. No. 11 (107). pp. 37-44.
3. Samoilov V.O., Maksimov A.L., Filippova E.B. et al. Vliyaniye inter-valnykh gipoksicheskikh trenirovok na funktsionalnoye sostoyaniye cheloveka v usloviyakh gipoksicheskoy gipoksii [Influence of interval hypoxic training on the functional state of a person under conditions of hypoxic hypoxia]. Vestnik Rossiyskoy voyenno-meditsinskoy aka-demii. 2014. No. 4 (48). pp. 158-163.
4. Tambovtseva R.V., Voitenko Yu.L., Laptev A.I. et al. Izmeneniye fizio-logicheskikh pokazateley pri anaerobnoy rabote pod vozdeystviyem normobaricheskoy gipoksii [Changes in physiological parameters during anaerobic work under the influence of normobaric hypoxia]. Teoriya i praktika fizicheskoy kultury. 2021. No. 7. pp. 86-88.
74
http://www.teoriya.ru
№11 • 2022 Ноябрь | November
