CC BY
17БИОЭНЕРГЕТИКА СОРЕВНОВАТЕЛЬНОГО БЕГА НА ДЛИННЫЕ ДИСТАНЦИИ СИЛЬНЕЙШИХ СПОРТСМЕНОВ МИРА
УДК/UDC 796.422.1
Информация для связи с автором: kryzev@mail.ru
Поступила в редакцию 24.03.2021 г.
Доктор педагогических наук В.Д. Кряжев1 Доктор педагогических наук, профессор В.Ю. Карпов2 Кандидат педагогических наук, профессор К.К. Скоросов3 Кандидат военных наук, доцент В.И. Шарагин4
1 Федеральный научный центр физической культуры и спорта, Москва
2 Российский государственный социальный университет, Москва
3 Пензенский государственный университет, Пенза
4 Московский государственный психолого-педагогический университет, Москва
WORLD LONG-DISTANCE RUNNING ELiTE: ETHNICiTY-SPECiFiC RUN ENERGY EFFiCiENCY ANALYSiS
Dr. Hab. V.D. Kryazhev1
Dr. Hab., Professor V.Y. Karpov2 PhD, Professor K.K. Skorosov3 PhD, Associate Professor V.I. Sharagin4
1 Federal Scientific Center for Physical Culture and Sports, Moscow
2 Russian State Social University, Moscow
3 Penza State University, Penza
4 Moscow State University of Psychology and Education, Moscow
Аннотация
Цель исследования - математический анализ биоэнергетики соревновательного бега на длинные дистанции у сильнейших европейских и африканских спортсменов с учетом их экономичности.
Методика и организация исследования. Исходными данными исследования послужили индивидуальные спортивные результаты пяти лучших европейских и пяти африканских бегунов, входящих в список 100 лучших на 2019 г. На основе регрессии «средняя скорость (V) - натуральный логарифм времени бега ^пТ)» определялась критическая скорость ^сгК) и оценивалось значение VO2max. На основе уравнения di Ргатрего и логарифмической модели Рёгоппе^ТЫЬаиК проводился расчет биоэнергетических характеристик соревновательной деятельности на длинные дистанции. Для европейских бегунов среднее значение экономичности бега ^Е) было принято равным 3,76 Дж/кг/м, а для африканских - 3,30 Дж/кг/м. Результаты исследования и выводы. Показано, что лучшая экономичность эфиопских бегунов определяет меньшее значение энергетической стоимости метра пути с учетом сопротивления воздуха. Поэтому для них характерен и меньший, примерно на 7%, метаболический запрос на преодоление соревновательной дистанции. Благодаря природной экономичности африканские бегуны достигают более высоких результатов в беге на длинные дистанции при более низких значениях максимальной аэробной производительности ^02тах) по сравнению с европейскими спортсменами.
Ключевые слова: бег на длинные дистанции, математическое моделирование, биоэнергетика бега, экономичность бега.
Abstract
Objective of the study was to analyze, on a mathematical and statistical basis, the African and European long-distance running elite energy efficiencies. Methods and structure of the study. We collected for analysis the individual competitive performance data of the top-five European and top-five African runners from the 2019 top-100 list.
Sports results (LnT times) were converted into the mean distance speeds (V) and processed in Excel to produce V-LnT correlations. The critical running speed (Vcrit) was found based on the seventh-minute LnT (Ln 420 = 6.04). Results and discussion. The high run energy efficiencies of the world leading Ethiopian and Kenyan middle- and long-distance runners may be due to the genetically predetermined lower limb metrics and habitual high-altitude living conditions that develop more energy efficient aerobic metabolism. The shorter shin circumference (minus 3 cm on average) secures more efficient mass-inertial performance of the distal leg segments and eases the mechanical work [6]; plus the lower shoulder of forces acting in the Achilles tendon contributes to the energy efficiency of the elastic elements in the musculoskeletal system. Mathematical analysis of the competitive performance data and energy efficiency of elite long-distance runners demonstrated serious advantages of the East African runners over their European competitors secured by the lower metabolic demands on the distances and, hence, better energy efficiencies as a sound basis for their great competitive accomplishments despite the relatively lower aerobic
Keywords: long-distance running, mathematical modeling, run energy cost, run energy efficiency.
Введение. Итальянский ученый di Prampero [4] и канадские исследователи Péronnet F., Thibault G. [7] разработали методику оценки энергетики выступлений в беге на средние и длинные дистанции на основе уравнений мощности и кинетики аэробного и анаэробного метаболизма.
В результате решения системы уравнений авторы рассчитали результаты на олимпийских дистанциях с погрешностью 0,68 %. Расчетные значения VO2max отличались от опублико-
ванных индивидуальных данных для сильнеиших спортсменов мира не более чем на 2-3 мм/кг/мин.
При этом была принято, что экономичность бега силь-неиших спортсменов примерно равная и составляет 3,86 Дж/кг/м, а максимальное потребление кислорода находится на уровне 80 мл/кг/мин [7].
В последующем было обнаружено, что представители Восточной Африки - Эфиопии и Кении отличаются от евро-
пейских бегунов более высокой экономичностью [5, 6]. В связи с этим оценки в энергетике соревновательного бега должны быть скорректированы.
Цель исследования - провести математический анализ биоэнергетики соревновательного бега на длинные дистанции сильнейших европейских и африканских спортсменов с учетом их экономичности.
Методика и организация исследования. Исходными данными исследования послужили индивидуальные спортивные результаты пяти лучших европейских и пяти африканских бегунов, входящих в список 100 лучших на 2019 г. Эти данные представлены в таблице 1.
Спортивные результаты (Т) переводились в значения средних скоростей (V) бега на дистанции и вводились в программу Excel, где строилась зависимость «V-LnT». Критическая скорость бега (Vcrit) определялась по значению времени LnT, соответствующего 7-й минуте бега (Ln 420 = 6,04) [7, 8]. В соответствии с концепцией критической скорости бега [1] по соотношению AMAP = Crtot • Vcrit, Вт вычислялась максимальная аэробная мощность над уровнем покоя (AMAP). VO2max = (AMAP+1,2) • 2,87 мл/кг/мин. Crtot - энергетическая стоимость бега c учетом сопротивления воздуха. Экономичность бега («чистая» энергетическая стоимость Cr) составляла 3,76 Дж/кг/м для европейцев и 3,30 Дж/кг/м для эфиопов [4, 5]. По значению максимальной аэробной мощности, энергетической стоимости бега и коэффициенту выносливости (E), который является наклоном регрессии «V-LnT» [8], на основе модели Peronnet-Thibault [7] можно рассчитать энергетические показатели соревновательного бега для каждого из бегунов [2].
Результаты исследования и их обсуждение. Представленные на рисунке уравнения регрессии, построенные для африканских и европейских бегунов, имеют примерно одинаковый угол наклона, что свидетельствует об аналогичных значениях коэффициента E и индекса выносливости EI. Значения критической скорости, рассчитанные на основе уравнений регрессии, свидетельствуют о преимуществе африканских бегунов. Лучшая экономичность эфиопских бегунов определяет меньшее значение энергетической стоимости метра пути с учетом сопротивления воздуха. Поэтому для них характерен и меньший метаболический запрос на преодоление соревновательной дистанции. Африканские бегуны достигают более высоких результатов в беге на длинные дис-
танции при более низких значениях максимальной аэробной производительности по сравнению с европейскими спортсменами.
Использованные в исследовании математические модели дают достаточно точную оценку энергетике бега, если известны величины экономичности [2, 7].
В нашем случае мы имеем средние значения для европейских и африканских бегунов, которые имеют разброс в диапазоне около 7 % [4, 6]. Тем не менее, различия в биоэнергетике бега представителей этих этнических групп весьма значительны.
Высокая экономичность бега эфиопов и кенийцев, которые сегодня доминируют на мировой арене в беге на средние и длинные дистанции, связана с генетически обусловленным строением нижних конечностей и проживанием в условиях высокогорья [3], что повышает эффективность аэробного метаболизма. Меньшая окружность голени, примерно на 3 см, обеспечивает снижение масс-инерционных характеристик дистальных отделов ног и уменьшает величину механической работы на их перемещение [6]. Более низкое значение плеча приложения силы в ахилловом сухожилии улучшает рекуперацию энергии упругих элементов опорно-двигательного аппарата [3].
Вывод. Математический анализ энергетики бега сильнейших спортсменов мира показал большие преимущества восточно-африканских бегунов по сравнению с европейски-
Динамика соревновательной скорости бега у африканских и европейских бегунов на дистанциях 3000-10 000 м
Таблица 1. Индивидуальные результаты сильнейших бегунов мира, входящих в топ-лист 2019 г. на дистанциях 3000-10 000 м
№ Спортсмен Страна Рейтинг Дистанция, м
3000 5000 10000
1 T. Bekele ETH 1-5000 7:32.55 12:52.98
2 S. Barega ETH 1-5000 7:32.17 12:43.02 26:49.46
3 H. Gebhriwet ETH 1-10000 7:30.36 12:45.82 26:48.95
4 A. Hadis ETH 3-10000 7:39.10 12:56.27 26:56.46
5 J. Cheptegey UGA 1-10000 7: 33.26 12:57.41 26:38.36
6 R. Ringer GER 11-10000 7:53.81 13:23.04 28:44.17
7 J. Wanders SWI 15-5000 7:43.62 13:13.84 27:17.29
8 S. McSweyn AUS 7-10000 7:34.79 13:05.23 27:23.20
9 S.N. Moen NOR 27-10000 7:52.55 13:20.16 27:24.78
10 P. Tiernan AUS 12-5000 7:37.76 13:12.68 27:29.40
□ и
£ г. CL
ч—
О ш и
2 CL ' -о с
га
^
О ш
■С
Н
Таблица 2. Расчетные значения биоэнергетических показателей сильнейших африканских и европейских бегунов на дистанции 3000 м
Спортсмены Показатели
V, м/с Pv, Вт/кг VO2max, Ьмл/кг/м Vcrit, м/с Cr, Дж/кг/м
Африканцы 6,12 ±0,01 26,76 ±0,03 76,2 ±0,11 6,65 ±0,011 3,80 ±0,006
Европейцы 6,14 ±0,013 28,62 ±0,06 82,4 ±0,17 6,51 ±0,014 4,21 ±0,009
Достоверность различий р<0,05, V - средняя скорость бега; Pv - метаболический запрос; VO2max - максимальное потребление кислорода; Vcrit - критическая скорость бега; Сг - энергетическая скорость метра пути с учетом сопротивления воздуха.
http://www.teoriya.ru
2021 Июнь | June
ми. Это проявляется в более низком метаболическом запросе на преодоление дистанции, что позволяет достигать более высоких спортивных результатов при более скромных значениях максимальной аэробной мощности.
Литература
1. Кряжев В.Д. Концепция критической скорости бега и ее оценка у бегунов на средние дистанции / В.Д. Кряжев, Р.Н. Володин, В.Б. Соловьев и др. // Вестник спортивной науки. - 2019. - № 6. - С. 4-6.
2. Кряжев В.Д. Индивидуальная оценка биоэнергетических показателей бегунов на средние дистанции / В.Д. Кряжев, С.В. Кряжев // Вестник спортивной науки. - 2019. - № 1. - С. 15-20.
References
1. Barnes K.R., Klding A.E. (2015). Running Economy: measurement, norm, and determining factors. Sport Med Open. Dec; 1: 8.
2. Di Prampero P.E., Capelli C., Pagliaro P., Antonutto G., Girardis M., Zamparo P., Soule R.G. Energetics of best performances of middle-distance running. Journal of Applied Physioliogy. 1993; 74. рp. 23182324.
3. Faster C., Lucia A. Running Economy. The Forgotten Factor in Elite Performance. Sport Med. 2007: 37 (4-5).
4. Kryazhev V.D., Volodin R.N., Solovyev V.B. et al. Kontseptsiya krit-icheskoy skorosti bega i ee otsenka u begunov na srednie distantsii [Critical running speed concept and its assessment in middle distance runners]. Vestnik sportivnoy nauki. 2019. No. 6. pp. 4-6.
5. Kryazhev V.D., Kryazhev S.V. Individualnaya otsenka bioenerget-icheskikh pokazateley begunov na srednie distantsii [Individual rating of bioenergetic indicators of middle distance runners]. Vestnik sportivnoy nauki. 2019. No. 1. pp. 15-20.
6. Lucia A. Esteve-Lanao J., Olivan J., Gomez-Gallego F., San Juan A.F., Santiago C. et al. Physiological characteristics of the best Eritrean runners-exceptional running economy. Appl Physiol Nutr Metab. 2006; 31(5):530-40.
7. Peronnet F., Thibault G. Mathematical analysis of running performance and world running records. Journal of Applied Physiology, 67, 1989. pp. 453-465.
8. Zinoubi B., Vandewalle, H. and Driss. (2017). Modeling of Running Performances in Human: Comparison of Power Laws and Critical Speed. The Journal of Strength and Conditioning Research, Vol. 31, pp. 1859-1868.
9. Vandewalle H. (2017). Mathematical modeling of running performances in endurance exercises: comparison of the models of Kennely and Peronnet-Thibault for World records and elite endurance running. American Journal of Engineering Research FJER) e-ISSN:2320-0847 p-ISSN: 2320-0936. V. 6, I-9. pp-317-323.
из ПОРТФЕЛЯ РЕДАКЦИИ
НЕДОСТАТКИ И ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМЫ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ В ФОРМИРОВАНИИ ПОТРЕБНОСТЕЙ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ СТУДЕНТОВ
Кандидат педагогических наук, доцент И.Ш. Галеев1 А.З. Минигалеева2
1Поволжский государственный университет физической культуры спорта и туризма, Казань
2Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань УДМ^С 796.01
Ключевые слова: здоровый образ жизни, студенты вуза.
Введение. Проблема формирования здорового образа жизни современных студентов, несмотря на реализацию приоритетного национального проекта «Здоровье» и президентской программы «Здоровье нации», вызвавших интенсивное развитие соответствующей инфраструктуры в образовательных организациях высшего образования, остается нерешенной.
Цель исследования - раскрыть противоречия и перспективные аспекты формирования потребностей здорового образа жизни студентов, обусловленные спецификой процесса профессиональной подготовки в вузе.
Результаты исследования и их обсуждение. Слабо-выраженная позиция субъектов образования в отношении физической культуры, не отраженная в нормативно-правовой и учебно-методической документации вузов (ФГОС, ООП, планы, отчеты и др.), а также второстепенный характер процесса формирования компетенций в области здорового образа жизни, не позволяют осуществить эффективную реализацию принципов здоровьесбережения в ходе профессиональной подготовки студентов.
Собственно сам процесс профессионального образования достаточно сложно признать способствующим формированию потребностей здорового образа жизни, поскольку плотный учебный график, преобладание аудиторных занятий, необходимость дополнительной самоподготовки и другие факторы неизбежно приводят к снижению физической активности студентов и употреблению в пищу преимущественно блюд быстрого питания, негативное значение которых для здоровья человека является доказанным. Наряду с этим, несоблюдение студентами режима учебной деятельности и отдыха, особенно в сессионный период, также не могут удовлетворять требованиям здорового образа жизни.
PROS AND CONS OF HIGHER EDUCATiON SYSTEM iN FORMATION OF HEALTHY LIFESTYLE NEEDS IN STUDENTS
PhD, Associate Professor I.Sh. Galeev1 A.Z. Minigaleeva2
1Volga region state university of physical culture, sports and tourism, Kazan 2Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan
Поступила в редакцию 29.04.2021 г.
Однако система высшего образования обладает и некоторыми преимуществами в формировании потребностей здорового образа жизни студентов, которыми, прежде всего, являются развитая ресурсная база и кадровый состав вузов. Поэтому для студента, обеспеченного современным комфортным жильем, имеющего возможность свободного и легкого доступа к занятиям физической культурой с компетентными преподавателями, здоровый образ жизни может явиться не только желательным, но и непреложным атрибутом получения высшего образования.
Богатые возможности для формирования потребностей здорового образа жизни предоставляет свободное время студентов, распространяющееся на многие направления валеологии: режим дня, вопросы питания, бытовые аспекты жизнедеятельности и т. д. Изучение этих возможностей показало, что они несоизмеримо больше, чем те, которые предоставляет образовательный процесс, ограниченный в содержательных, организационных, личностных характеристиках [1].
Выводы. Образовательный процесс современного вуза, преимущественно концентрируясь на задачах профессиональной подготовки, обладает слабым ресурсом формирования потребностей здорового образа жизни и требует здоро-вьесберегающего потенциала свободного времени студентов, эффективная реализация которого становится возможной лишь при официальном закреплении соответствующих педагогических задач в структуре внутренней документации вуза.
Литература
1. Берданова С.А. Физическое воспитание студентов / С.А. Берда-
нова, С.В. Севодин // Вопросы педагогики. - 2020. - № 12-2. -
С. 40-43.
Информация для связи с автором: galeev1960i@gmail.com
