CC BY
67ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТОИМОСТЬ СПЕЦИАЛЬНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
ВЕЛОСИПЕДИСТОВ
Кириенко Н.П., Шпак Т.В.
Государственный научно-исследовательский институт физической культуры и спорта
Аннотация. Определены показатели оценки функциональных возможностей организма велосипедистов на различных этапах подготовки в лабораторных условиях при выполнении на велоэргометре специальной ступенчато - повышающей нагрузки «до отказа» и в естественных условиях индивидуального прохождения дистанции на треке. Использованы данные измерение частоты сердечных сокращений, потребления кислорода, расчета кислородного пульса. Проанализирована динамика показателя энергетической стоимости работоспособности велосипедистов в процессе выполнения специальной нагрузки в лабораторных и естественных условиях.
Ключевые слова: нагрузка, энергетическая стоимость, работоспособность, лабораторные, естественные условия, функциональные возможности.
Анотація. Кірієнко М.П., Шпак Т.В. Енергетична вартість спеціальної працездатності велосипедистів. Визначені показники оцінки функціональних можливостей організму велосипедистів на різних етапах підготовки у лабораторних умовах при виконанні на велоергометрі спеціального навантаження «до відмови» і в природних умовах індивідуального проходження дистанції на треку. Використані дані частоти серцевих скорочень, споживання кисню, розрахунку кисневого пульсу. Проаналізована динаміка показника енергетичної вартості працездатності велосипедистів в процесі виконання спеціального навантаження у лабораторних і природних умовах.
Ключові слова: навантаження, енергетична вартість, працездатність, лабораторні, природні умови, функціональні можливості. Annotation. Kirienko N.P., Shpak T.V. Power cost of the special capacity of bicyclists. The indexes of estimation of functional possibilities of organism of bicyclist are certain on the different stages of preparation in laboratory terms at implementation on the veloergometer of the special step - step-up loadings «completely» and in the natural terms of the individual passing of distance on track.. Measuring of frequency of heart rate, consumption of oxygen, determination of oxygen pulse. The dynamics of power cost of capacity of bicyclists is certain in the process of implementation of the special loading in laboratory and natural terms.
Keywords: loading, power cost, capacity, laboratory, natural terms functional possibilities.
Введение.
Специальная работоспособность велосипедистов является результатом сложного сочетания многих факторов. Это генетические предпосылки, унаследованные черты сердечно-сосудистой системы и типов мышечных волокон, состояние здоровья и режима питания, объемы тренировочных нагрузок и соревновательной деятельности и др. [4, 5, 6]. Детерминантом различных уровней спортивной работоспособности служат специфические физиологические проявления, которые характеризуют потенциальные возможности организма спортсмена.
Возможно моделирование достижения рекордных результатов в велосипедных гонках на треке, в частности в темповых видах, на основании физиологической и биомеханической информации с использованием современных инновационных технологий.
Высокие результаты в индивидуальной и командной гонке преследования на треке зависят от эффективности расходования энергетического потенциала и уровня аэробной мощности. Рекордсмены мира 2000 г в командной гонке преследования на 4000 м на треке, велосипедисты сборной команды Германии, в год установления рекорда, выполнили объем тренировочных нагрузок на шоссе в пределах 29000-35000 км. Контроль интенсивности тренировочных нагрузок в естественных условиях осуществлялся по данным частоты сердечных сокращений (ЧСС) и базировался на предварительных лабораторных исследованиях определения индивидуальной максимальной ЧСС и уровня лактата [2,3,7,10].
Достигать высокого уровня аэробной мощности, которая позволяет выполнять работу в пределах 480-520 Вт, стало возможным благодаря оптимальному планированию тренировочных и соревновательных нагрузок.
В настоящее время, в велосипедном спорте в тренировочном процессе и в соревновательной деятельности мощность специальной работы планируется и контролируется системой 8ЯМ [10].
© Кириенко Н.П., Шпак Т.В., 2009
В большинстве научных сообщений внимание исследователей акцентировано на пиковые физиологические показатели при выполнении специальных нагрузок и контролю эффективности расходованию энергетического потенциала с использованием показателей регистрируемых в процессе ее выполнения [3].
Анализ литературных источников показал всевозрастающий интерес исследователей к теме определения и оценки энергетической стоимости специальных нагрузок различной мощности и продолжительности в велосипедном спорте.
Работа выполнена в рамках темы 1.3.5. «Организационные и практические основы научнометодического обеспечения подготовки национальных команд к олимпийским играм» № государственной регистрации 0106И010995 сводного плана научноисследовательской работы в отрасли физической культуры и спорта на 2006-2010 гг.
Цель, задачи работы, материал и методы.
Целью работы является обоснование возможности определения энергетической стоимости специальной работоспособности при выполнении физической нагрузки велосипедистов в лабораторных и естественных условиях.
Организация и методы исследования.
Использовались результаты исследований четырех спортсменов, претендовавших на участие в главных соревнованиях года в командной и индивидуальной гонках преследования на треке.
Испытуемые спортсмены имели высокую квалификацию - мастера спорта международного класса (МСМК), возраст 19-21 год, вес 73-76 кг, рост 179-180 см, ВМ! 22-23.
В лабораторных условиях, специальную физическую нагрузку спортсмены выполняли на велоэргометре «8рш1гашеп> итальянской фирмы «Technogym» с использованием быстродействующего портативного телеметрического автоматизированного комплекса «Cosmed К4Ь2» по программе в следующей последовательности:
1.- 3 минуты, свободное педалирования мощность 90 Вт;
2. -12 минут, частота оборотов 60-70 в минуту. Мощность 126 Вт;
3. - 5 минут, свободное педалирования, восстановление ЧСС до 120 уд в минуту. мощность 90 Вт;
4. Нагрузка ступенчато - повышающейся мощности, с повышением каждые 2 минуты на 50 Вт, при подержании постоянной скорости (частоты педалирования) выполнялась до «отказа»;
4. Восстановление - 8 минут (ненагруженное педалирования).
Спортсмены выполняли специальную нагрузку на своем персональном велосипеде, что исключало дискомфорт при выполнении нагрузки «до отказа». В процессе выполнения теста постоянно регистрировались мощность (в ваттах), частота сердечных сокращений (ЧСС) уд-мин-1, абсолютное и относительное потребление кислорода (л-мин-1, мл-кг-1-мин-1) и рассчитывался кислородный пульс.
Оценку стоимости энергообеспечения в лабораторных условиях проводили на последних 5 минутах ступенчато - повышающей нагрузки.Анализ проводили по схеме: последние 5-4 минуты перед «отказом» принимались за 100%, 3-2 мин за 90%, и 1 мин - 80%.
Подобная модель тестирования в лабораторных условиях позволила нам определить динамику энергетической стоимости работоспособности в зависимости от мощности и продолжительности нагрузки.
При проведении исследований в естественных условиях специальная нагрузка представляла индивидуальное прохождение дистанции 4000 м на треке по графику, составляющему 90% от лучшего личного результата в текущем сезоне на дистанции 4000м.
Тестирования в естественных условиях проводилось по программе в следующей последовательности:
1 - разминка 30 минут: 10 минут - свободная езда с ЧСС до 130 уд-мин-1, 5 минут - ЧСС 130-150 уд-мин-1, 5 минут - ЧСС до 130 уд-мин-1, 5 минут -ЧСС 150 - 170 уд-мин-1, 5 минут - восстановление ЧСС до 130 уд-мин-1н.
2 - прохождение тестовой дистанции 4000м на
треке.
При прохождении спортсменом дистанции осуществляли хронометраж каждого круга на треке, что позволяло по скорости прохождения определить уровень работоспособности, постоянно регистрировали частоту сердечных сокращений, абсолютное и относительное потребление кислорода, используя радио-телеметрический комплекс «Cosmed К4Ь2».
Анализ динамики показателя энергетической стоимости проводили, сопоставляя работоспособность представленную мощностью в ваттах (в лабораторных условиях), и специальную работоспособность представленную средней скоростью (метры за минуту в естественных условиях) с полученными физиологическими показателями: ЧСС, У02, У02/ЧСС.
Результаты исследования.
При исследованиях на велоэргометре, при вы-
полнении нагрузки составляющей 80% от максимальной мощности (342-356 Вт) ЧСС была в пределах 177-188 уд-мин-1, потребление кислорода - 62,5-66,7 мл-кг-1-мин-1, кислородный пульс - 24,6-26,1 мл -уд •мин-1 (табл.1). Показатель энергетической стоимости каждого ватта на первой минуте составлял по ЧСС 80%, по У02 мл-кг-1-мин-1 - 81 %, по У02/ЧСС - 76% от максимальных величин.
Максимальные показатели функциональных возможностей организма велосипедистов при выполнении физических нагрузок в лабораторных условиях (табл. 1), согласуются с показателями спортсменов различных видов спорта, полученными в исследованиях других авторов [3, 4, 8, 10].
Таблица 1.
Показатели функциональных возможностей орга-
низма спортсменов (в лабораторных условиях)
Показатели Нагрузка (% от максимальной)
80% 90% 100%
Мощность ватты 342 423 475
ЧСС уд • мин-1 188 189 200
У02 мл^кг-кмин-1 66,7 72,4 72,8
У02/ЧСС мл •уд •мин-1 26,1 26,7 26,8
Важно отметить, что при выполнении максимальной нагрузки (составляющей 100%) наивысшая энергетическая стоимость была на 4 минуте (рис. 1).
При максимальной нагрузке на велоэргометре энергетическая стоимость по ЧСС, У02, У02/ ЧСС была наивысшей (табл. 2).
Таблица 2
Максимальные показатели энергетической стоимости специальной нагрузки в лабораторных условиях
Нагрузка в % от максимальной по ЧСС по У02 по У0 2/ ЧСС
80 2,0 5,69 13,9
90 2,3 6,53 16,0
100 2,48 6,95 18,9
Таким образом, при выполнении ступенчато -повышающаяся нагрузки «до отказа» на велоэргометре выявляются показатели, характеризующие энергетическую стоимость работоспособности, а именно: ЧСС уд •мин-1 , У02 мл-кг-1-мин-1, У02/ЧСС мл-уд •мин-1 и их сопоставление с выполненной специальной нагрузкой. Эти показатели можно определять и в естественных условиях с использованием радиотелеме-трических портативных газоаналитических систем.
Тестирование в естественных условиях на велотреке показало, что не все спортсмены смогли четко выполнить график скорости прохождения дистанции (табл. 3).
Из четырех спортсменов только двое выполнили программу нагрузки в соответствии с модельным графиком, рассогласование 0 - 0,8 % и два рассогласование в пределах от 3 до 10%.
Уровни специальной работоспособности про-
Таблица 3
Показатели функциональных возможностей спортсменов при выполнении специальной нагрузки на треке
Показатели
1 группа
Спортсмен П
Спортсмен К
2 группа
Спортсмен Н
Спортсмен З
Скорость (м-мин-1)
ЧСС (уд-мин-1)
О2 (мл-кг-1-мин-1)
О2 /ЧСС (мл-уд-мин-1)
Отклонение от графика прохождения дистанции (%)___________________
797
188
80,3
31,6
0
963
185
75,6
30,41
+ 0,8
790
198
84,4
28,6
+ 10,3
795
196
61,6
20,2
+ 3
Таблица 4
Максимальные показатели энергетической стоимости работоспособности при выполнении специальной
нагрузки на треке
Показатели энергетической стоимости П З Н К
по ЧСС уд мин-1 4,52 4,21 4,15 5,36
по О2 мл кг мин -1 11,15 10,78 13,89 15,24
по О2 \ЧСС мл кгмин-1 28,5 30,23 41,62 36,89
Рис. 1. Динамика показателя энергетической стоимости работоспособности в лабораторных
условиях (% от максимального).
Условные обозначения: 1 - мощность (ватты), 2 - по ЧСС, уд-мин-1, 3 -по У02 мл-кг-1-мин-1, 4 -по кислородному пульсу У02/ЧСС мл-уд-мин-1
являлись у всех испытуемых по-разному.
Испытуемые были, разделили на две группы, по два человека у которых динамика энергетической стоимости работоспособности протекали однотипно. Первая группа спортсмены П. и К., вторая группа спортсмены Н. и З. Известно, что в командной гонке преследования на треке стартуют четыре спортсмена.
Максимальные физиологические показатели кардиореспираторной системы при выполнении соревновательных нагрузок (табл.3) соответствуют данным, полученным рядом исследователей в условиях соревнований в различных циклических видах спорта (4, 5, 6, 7, 9).
Так, у спортсменов первой группы специальная работоспособность самой высокой была на первой минуте, а у спортсменов второй группы на пятой минуте, показатель энергетической стоимости работоспособности (по потребления кислорода отно-
сительно массы тела) у спортсменов первой группы был на пятой минуте, а у спортсменов второй группы - на второй минуте (рис. 2).
Спортсмены, которые имели значительные отклонения от программного прохождения дистанции, имели различные показатели энергетической стоимости работоспособности. При наивысшей работоспособности у спортсменов второй группы на пятой минуте, наивысший показатель энергетической стоимости по УО2, и по кислородному пульсу был на второй минуте.
В тоже время в лабораторных условиях у спортсменов второй группы, максимальные показатели энергетической стоимости работоспособности отмечаются на 4 и 5 минутах при выполнении нагрузки «до отказа».
Особенность индивидуальной динамики энергетической стоимости выполнения специальной на-
Рис. 2. Динамика показателя энергетической стоимости работоспособности на треке
(в % от максимального).
Условные обозначения: 1 - скорость , 2 -по ЧСС, 3- по О2, 4 - по кислородному пульсу.
грузки в естественных условиях является одним из важных факторов способствующим поддержанию высокой скорости в командной гонке, что необходимо учитывать при комплектовании команды. состояние организма спортсмена.
Выводы.
На основании анализа динамики показателя энергетической стоимости работоспособности при выполнении специальной нагрузки в лабораторных и естественных условиях, можно сделать следующие выводы:
1 Сопоставление показателя работоспособности (мощность, скорость) с показателями частоты сердечных сокращений, потребления кислорода и кислородного пульса дает возможность определить показатели энергетической стоимости работоспособности организма велосипедистов в лабораторных и естественных условиях.
2. Анализ динамики показателя энергетической стоимости выполнения специальной физической нагрузки в естественных условиях (тест на треке на дистанции 4000 м) показал, что высокий уровень работоспособности определяют показатели потребления кислорода, частоты сердечных сокращений и кислородного пульса на последней минуте теста.
4. При формировании состава велосипедистов для командной гонки преследования на треке необходимо учитывать показатель энергетической стоимости работоспособности каждого спортсмена в различных фазах выполнения специальной физической нагрузки.
Дальнейшие исследования предполагается провести с использованием системы 8КМ в естествен-
ных условиях тренировочной и соревновательной деятельности, что расширит возможности повышения качества тренировочного процесса и эффективности использования функциональных возможностей организма спортсменов для достижения высоких результатов на соревнованиях.
Литература
1. Кірієнко М.П., Осадчий В.П., Шпак ТВ., Павлік А.І. Визначення рівня спеціальної підготовленості та функціональних можливостей велосипедистів високого класу в умовах модельно-цільової побудови тренувального заняття //Актуальні проблеми фізичної культури і спорту. Зб. наук. пр.- К.: ДНДІФКС, 2004. - №4. - С. 42-49.
2. Шпак ТВ., Кірієнко М.П. Провідні фактори проявів функціональних можливостей організму велосипедистів // Актуальні проблеми фізичної культури і спорту. Зб. наук. пр. -К.: ДНДІФКС, 2005. - №8-9. - С. б7-71.
3. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практическое приложение. -К.: Олимпийская литература, 2004. - С. 559-б00.
4. Физиологическое тестирование спортсменов высокого класса (под ред. Дж. Дункана Мак-Дугалла, Говарда Э.Уэнгера, Говар -да Дж.Грина. К.: Олимпийская литература, 1998. - С. 119-190.
5. Astrand P.O., Rodahl K. (198б). Textbook of work physiology. New York: McGraw-Hill
6. Bouchard C. (198б). Genetics of aerobic power and capacity. R.W.Malina, C.Bouchard (Eds). Sport and human genetics. -Champain, IL: Human Kinetics.
7. Broker J.P., Kyle C.R. and Burke. Racing cyclist power requirements in the 4000-m individual and team pursuits. Med. Sci. Sports Exerc. 31:1б77-1б85, 1999.
8. Craig N.P., K.I. Norton, P.C. Bourdon, et al. Aerobic and anaerobic indices contributing to track endurance cycling performance. Eur.J.Appl. Physiol. & Occupational physiol. 67:150-158,1993/
9. Capelli, C.,F.Schena, P.Zamparo, A.D.Monte, M.Faina, and P.E. Di Prampero. Energetics of best performance in track cycling. Med. Sci.Sports Exerc. 30:б14-б24, 1998
10. Schumacher,Y.O. and P.Muller. The 4000-m team pursuit cycling world record: theoretical and practical aspects. Med. Sci. Sports Exerc.Vol. 34, No б pp.1029-1036, 2002.
Надійшла до редакції 05.0б.2009р.
kirienko@dndifks.org.ua
