CC BY
12ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ АНАЭРОБНОЙ РАБОТЕ
ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ
УДК/UDC 796.03
Поступила в редакцию 17.12.2020 г.
Информация для связи с автором: [email protected]
Доктор биологических наук, профессор Р.В. Тамбовцева1 Кандидат педагогических наук, доцент Ю.Л. Войтенко1 Кандидат педагогических наук, доцент А.И. Лаптев1 Е.В. Плетнева1
1 Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК), Москва
CHANGES IN PHYSIOLOGICAL INDICATORS OF ANAEROBIC PERFORMANCE UNDER NORMOBARIC HYPOXIC EXPOSURE
Dr. Biol., Professor R.V. Tambovtseva1 PhD, Associate Professor Y.L. Voitenko1 PhD, Associate Professor A.I. Laptev1 E.V. Pletneva1
1 Russian State University of Physical Education, Sports, Youth and Tourism (SCOLIPE), Moscow
(U □
. ¿± □
U
га у
г. CL
ч—
. О (U
Аннотация
Цель исследования - выявление физиологической устойчивости к нормобарическому гипоксическому воздействию у спортсменов при работе в анаэробном режиме.
Методика и организация исследования. Настоящий эксперимент проводился на базе НИИ спорта и спортивной медицины (РГУФКСМиТ). С целью оценки гликолитической анаэробной мощности и емкости в эксперименте приняли участие спортсмены-пловцы высокой квалификации, выполнявшие троекратно Вингейт-тест под влиянием сочетанного воздействия двигательной и искусственной нормобарической гипоксии. Исследовались показатели, определяющие анаэробно-гликолитические возможности спортсменов: Мо6щ^(рит^ср, К, HLa.
Результаты исследования и выводы. Показано, что при воздействии нор-мобарической гипоксии снижается мощность выполняемой работы, а эффективность гипоксического воздействия зависит от скорости восстановительных процессов функциональных систем организма. Отмечается значительный рост сигмальных отклонений, связанных с индивидуальными реакциями на гипоксическую пробу. При однократном гипоксическом воздействии происходит нелинейное снижение концентрации HLa, что связано со снижением диффузии лактата в кровь, вследствие отрицательного влияния гипоксии на работу рецепторов мышечного волокна.
Ключевые слова: спортсмены, работоспособность, гипоксия, анаэробная работа.
V02ml<,VC02, Ve, Ve/V02, Чсс
Abstract
Objective of the study was to determine the level of tolerance of the physiological systems of athletes working in the anaerobic mode to normobaric hypoxic exposure.
Methods and structure of the study. The study was carried out at the premises of the Research Institute of Sports and Sports Medicine (Russian State University of Physical Education, Sport, Youth and Tourism). Sampled for the study were the active highly-skilled swimmers (Group 1 - n=10, Group 2 - n=10). The individual glycolitic anaerobic power and capacity were tested in Wingate test on a Monark Ergomedic 894E Peak Bike vertical cycle ergometer (Sweden): three times of 90'' with the rest intervals of 180". The following indicators were recorded: relative working capacity (W/kg), maximum working capacity per unit of time (W/kg), average working capacity (W/kg), fatigue coefficient (c.u.), relative maximum oxygen (O2) consumption (ml/min/kg), absolute oxygen consumption (l/min), carbon dioxide (CO2) content in the exhaled air (l/min), lung ventilation (l/min), ventilatory equivalent for O2, heart rate (HR), HLa. The following gas exchange indicators were recorded: lung ventilation, O2 and CO2 contents in the exhaled air; O2 consumption, and other related comprehensive diagnostic parameters. HR was measured on the cycle ergometer using Polar T34 pulsometer (Finland). HR and blood oxygenation during the hypoxic tests were recorded in three stages: at rest - before the hypoxic exposure, for 1 min; during the 30-min exposure to the 9% O2 gas mixture; after the hypoxic exposure (recovery period) - under normal breathing conditions, for 3 min.
Results and conclusions. The findings showed an ambiguous reaction of the body of athletes to the single and multiple hypoxic exposure when working in the anaerobic mode. The multiple hypoxic exposure in the anaerobic mode decreases many physiological indicators, especially working capacity. The efficiency of hypoxic exposure is largely determined by the rate of recovery of the functional systems of the body and individual hypoxic tolerance rate. The use of hypoxia with the low content of O2 in the inhaled air adversely affects many functions of athletes' body.
Keywords: athletes, working capacity, hypoxia, anaerobic load.
CL
' "О С га
О (U .с H
Введение. До настоящего времени очень широко используются различные методы гипоксических воздействий на организм спортсменов с целью повышения физической работоспособности, быстрого восстановления, поддержа-
ния высокой тренированности в течение длительного времени, повышения функциональных резервов и достижения более высокого уровня адаптации организма [1-4]. С проблемой гипоксических состояний сталкиваются все спор-
-- V
V,
ск—^Ймены, но больше всего гипоксия нагрузки проявляется у спортсменов циклических видов спорта на средних, длинных и сверхдлинных дистанциях [4-6]. Поэтому основным направлением в подготовке спортсменов различных специализаций является гипоксическая тренировка, направленная на определение метаболических путей, повышение ферментативной активности в аэробных и анаэробных вариантах ресинтеза молекул АТФ, а также совершенствование структур, которые обеспечивают доставку кислорода к работающим мышцам.
Цель исследования - выявление физиологической устойчивости к нормобарическому гипоксическому воздействию у спортсменов при работе в анаэробном режиме.
Методика и организация исследования. Настоящее исследование проводилось на базе НИИ спорта и спортивной медицины (РГУФКСМиТ). В эксперименте приняли участие действующие высококвалифицированные спортсменов-пловцов (1-я группа n=10, 2-я n=10). Для оценки гликолитической анаэробной мощности и емкости спорт-сме^ы-пловцы три раза выполнялся 90'' тест Вингейта на ве-лоэргометре «Monark 894 Е» (Швеция) с интервалами отдыха 180''. Регистрировались следующие показатели: относительная мощность работы (Вт/кг), максимальная мощность работы в единицу времени (Вт/кг), средняя мощность работы (Вт/кг), коэффициент утомления (у. е.), относительное максимальное потребление кислорода (мл/мин/кг), абсолютное потребление кислорода (л/мин), объем выдыхаемого СО2 (л/мин), уровень легочной вентиляции (л/мин), вентиляторный эквивалент по О2, ЧСС, HLa. Спирометрические исследования проводились на газоаналитическом комплексе Cortex METALYZER 3 B-R2 (Германия), в процессе исследования регистрировались такие показатели газообмена, как вентиляция легких, содержание О2 и СО2 в выдыхаемом воздухе, потребление О2 и другие сопутствующие параметры комплексной диагностики. ЧСС определяли на велоэргоме-тре с помощью сердечного ритма Polar T34 (Финляндия). Пульсоксиметрия проводилась с помощью приборов (пуль-
соксиметров): стационарного - NONIN8600 (США),запяст-ного - MD300 W (Китай). С помощью пульсоксиметрии проводилась непрерывная регистрация показателей насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом (сатурация крови - SO2) и ЧСС. Показатели ЧСС и оксигенации крови во время гипоксической пробы осуществлялась в три этапа: в состоянии покоя, до гипоксического воздействия в течение 1 мин, во время 30 мин дыхательной газовой смеси с 9 % содержанием О2 и при дыхании в обычном режиме в течение трех минут после гипоксического воздействия в восстановительный период.
Результаты исследования и их обсуждение. В табл. 1, 2, 3 представлены показатели сатурации крови кислородом ^02) и частоты сердечных сокращений при однократном и многократном гипоксическом воздействии.
Показано, что при многократном воздействии гипокси-ческим стимулом показатель сатурации крови снижается и растет ЧСС. При этом отмечается тесная взаимосвязь этих показателей, которая имеет линейный характер с сохранением отрицательной корреляции. При воздействии однократной нормобарической гипоксии оксигенация крови снижается незначительно, также, как и при многократном воздействии, но частота сердечных сокращений при этом растет на 20 % относительного исходного уровня. Низкие значения ЧСС при многократном воздействии гипоксии, по-видимому, связаны с адаптационными механизмами, развивающимися во время выполнения упражнений в гипоксиче-ских условиях.
Также отмечается снижение уровня оксигенации крови кислородом при однократном и многократном гипоксиче-ском воздействии, при котором степень отклонения средних значений сатурации крови у спортсменов 2-й экспериментальной группы меняется незначительно и соответствует сигмальным отклонениям 1-й группы при однократном ги-поксическом воздействии. При многократном гипоксиче-ском воздействии после выполнения анаэробной работы частота сердечных сокращений значительно увеличивается
Таблица 1. Динамика показателей ЗОг и ЧСС при однократном гипоксическом воздействии у спортсменов, до выполнения анаэробной работы (X + о, п = 10)
Наименование показателя Единицы измерения Однократное гипоксическое воздействие на гипоксикаторе, до анаэробной работы
Исходное состояние Гипоксическая проба Восстановление
Время мин 1 30 3
SO2 % 95 ± 6,14 91 ± 5,52 94 ± 1,14
ЧСС уд/мин 70 ± 11,77 84 ± 13,17 78 ± 11,43
Таблица 2. Динамика показателей вОг и ЧСС при многократном гипоксическом воздействии у спортсменов, до и после анаэробной работы (Х±а,п= 10)
Наименование показателя Единицы Многократное гипоксическое воздействие на гипоксикаторе, до и после анаэробной работы
измерения Исходное состояние Гипоксическая проба Восстановление
Время мин 1 30 3
Гипоксическое воздействие перед 1 -й анаэробной работой (3*90 с)
SO2 % 94 ±6,90 85 ± 8,75 92 ± 3,97
ЧСС уд/мин 67 ± 9,63 78 ± 11,69 72 ± 9,14
Гипоксическое воздействие перед 2-й анаэробной работой (3*90 с)
SO2 % 95 ± 1,34 86 ± 6,96 95 ± 3,32
ЧСС уд/мин 101 ± 21,39 97 ± 6,13 84 ± 6,28
Таблица 3. Динамика показателей SO2 и ЧСС до и после гипоксического воздействия у спортсменов до выполнения анаэробной работы на велоэргометре
Наименование показателя 30-минутное гипоксическое воздействие на гипоксикаторе
Дельта: до и после однократного гипоксического воздействия, % Дельта: до и после многократного гипоксического воздействия, %
SO2 - 4,2 - 10,1
ЧСС + 20,3 + 11,1
№7 • 2021 Июль | July
http://www.teoriya.ru
Таблица 4. Динамика физиологических показателей после выполнения анаэробной работы 2-й экспериментальной группы в восстановительном периоде при многократном 30'гипоксическом воздействии
Наименование показателя Единицы измерения Этапы восстановление после анаэробной работы на велоэргометре
5-я мин 7-я мин 10-я мин
V ' О2относ. мл/мин/кг 11± 3,31 10± 2,90 8± 1,94
v ' О2 абсолют. л/мин 0,79± 0,27 0,73± 0,24 0,60± 0,16
V СО2 л/мин 0,86± 0,30 0,73± 0,22 0,55± 0,18
ЧСС уд/мин 124± 23,72 117± 19,10 110± 14,42
VE л/мин 38,9± 16,28 32,2± 11,10 24,6± 7,73
VE/VO, у. е. 45,4± 7,06 41,5± 7,92 37,9± 6,98
HLa ммоль/л 13,7± 2,22 12,9± 1,96 11,7± 2,68
0J
V-□
. ±± □
и
га у
л CL
ч. О
0J
CL
' ID С
ГО &
о
0J л Н
■ 1-я гипоксическан проба ■ 2-й гипоксическая проба
3,0
1 7'°
о.
™ 6,0
I 5,0
^
1 а,о
пз О
О- 5
¡5 53,0
Э 2,0
I 1,0
о
0,0
Концентрация лактата в крови спортсменов при многократном ги-поксическом воздействии до анаэробной нагрузки
во время второй гипоксической пробы, что, по-видимому, связано с малым временем восстановления и недостаточной компенсацией кислородного долга. Однако повышенная частота сердечных сокращений сохраняется в течение всей 30' гипоксической пробы.
На рисунке показана исходная концентрация лактата в крови при многократном воздействии гипоксии перед 1-й и 2-й нагрузками в анаэробных условиях. Показано, что 30-минутное воздействие гипоксии отрицательно влияет на скорость снижения лактата в крови. Большие сигмаль-ные отклонения до 97 % концентрации лактата после второй гипоксической пробы связаны с высокой индивидуальной реакцией на сочетанное воздействие гипоксической пробы и анаэробной нагрузки.
В восстановительном периоде после выполнения анаэробной работы первой экспериментальной группы с использованием 30-минутного гипоксического воздействия было показано, что увеличение Wобщ., Wкрит., Wср.за 90 с на фоне накопленной усталости приводит к повышению эффективности анаэробного гликолиза и увеличению мощности и емкости.
В табл. 4 представлены данные по работоспособности в анаэробном режиме и в восстановительном периоде 2-й экспериментальной группы.
Показано, что после использования многократного гипок-сического воздействия во время работы происходит снижение вентиляции легких, максимальной частоты сердечных сокращений и показателей мощности работы. Кроме того, отмечается значительное снижение коэффициента утомления и вентиляторного эквивалента по кислороду, что связано с наступлением декомпенсации и невозможностью поддержания газового гомеостаза. После однократного и многократного гипоксического воздействия при анаэробной работе - 3х90'' на этапах восстановления снижаются относительное и абсолютное потребление О2, концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе и показатели вентиляции легких.
Выводы. Полученные результаты показали неоднозначную реакцию организма спортсменов на однократную и многократную гипоксию при работе в анаэробных условиях. Многократное воздействие гипоксического стимула при работе в анаэробном режиме способствует снижению многих физиологических показателей, особенно мощности работы. Эффективность использования гипоксических воздействий во многом определяется скоростью восстановления функциональных систем организма и индивидуальной гипоксической устойчивостью. Использование гипоксии с низкими значениями концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе отрицательно сказывается на многих функциях организма спортсменов.
Литература
1. Агаджанян Н.А. Гипоксические, гипокапнические и гиперкапни-ческие состояния / Н.А. Агаджанян, А.Я. Чижов. - М.: Медицина, 2003. - 94 с.
2. Бреслав И.С. Дыхание и мышечная активность человека в спорте / И.С. Бреслав, Н.И. Волков, Р.В. Тамбовцева. - М.: Советский спорт, 2013. - 334 с.
3. Иорданская Ф.А. Гипоксия в тренировке спортсменов и факторы, повышающие ее эффективность / Ф.А. Иорданская. - М.: Советский спорт, 2015. - 158 с.
4. Тамбовцева Р.В. «Гипоксия нагрузки» в условиях напряженной мышечной деятельности / Р.В. Тамбовцева, Н.И. Волков, И.А. Никулина // Материалы Международной науч.-практ. конференции. Минск: БПУФК, 2014. - С. 82-84.
5. Тамбовцева Р.В. Эффективность эргогенного воздействия нормобарического гипоксического стимула на работоспособность спортсменов / Р.В. Тамбовцева, Ю.Л. Войтенко, С.А. Лыков и др. // Теория и практика физ. культуры. - 2020. - № 5. - С. 61-63.
References
1. Aghajanyan N.A., Chizhov A.Y. Gipoksicheskie, gipokapnicheskie i giperkapnicheskie sostoyaniya [Hypoxic, hypocapnic and hypercap-nic states]. Moscow: Meditsina publ, 2003. 94 p.
2. Breslav I.S., Volkov N.I., Tambovtseva R.V. Dykhanie i myshechna-ya aktivnost cheloveka v sporte [Breathing and muscular activity in sport]. Moscow: Sovetskiy sport publ., 2013, 334 p.
3. lordanskaya F.A. Gipoksiya v trenirovke sportsmenov i faktoryi, povy-shayuschie ee effektivnost [Hypoxia in training athletes and factors that increase its effectiveness]. Moscow: Sovetskiy sport publ., 2015. 158 p.
4. Tambovtseva R.V., Volkov N.I., Nikulina I.A. «Gipoksiya nagruzki» v usloviyakh napryazhennoy myshechnoy deyatelnosti [Load hypoxia in conditions of intense muscular activity]. Proceedings International research-practical. conference. Minsk: BPUFK publ., 2014. pp. 82-84.
5. Tambovtseva R.V., Voytenko J.L., Lykov S.A. et al. Effektivnost ergo-gennogo vozdeystviya normobaricheskogo gipoksicheskogo stimula na rabotosposobnost sportsmenov [Efficiency of ergogenic influence of normobaric hypoxic stimulus on athletes' performance]. Teoriya i praktika fiz. kultury. 2020. No. 5. pp. 61-63.
6. Hun-Young Park 1 and Kiwon Lim. Effects of Hypoxic Training versus Normoxic Training on Exercise Performance in Competitive Swimmers. Journal of Sports Science and Medicine (2017) 16, рр.480-488.
>1
