Научная статья на тему 'ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ СТУПЕНЧАТО-ВОЗРАСТАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ У СПОРТСМЕНОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ЦИКЛИЧЕСКИМИ ВИДАМИ СПОРТА'

ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ СТУПЕНЧАТО-ВОЗРАСТАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ У СПОРТСМЕНОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ЦИКЛИЧЕСКИМИ ВИДАМИ СПОРТА Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
531
66
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Человек. Спорт. Медицина
Scopus
ВАК
ESCI
Область наук
Ключевые слова
ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ / МЕХАНИЗМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ / ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ НАГРУЗКИ / ГАЗОАНАЛИЗ / ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ / СПОРТ / ENERGY SUPPLY OF MUSCLE ACTIVITY / MECHANISMS OF ENERGY SUPPLY / EXERCISE DURATION / GAS ANALYSIS / PHYSICAL PERFORMANCE / SPORTS

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Чиков Александр Евгеньевич, Медведев Дмитрий Станиславович, Чикова Светлана Николаевна, Колмогоров Сергей Валентинович

Цель исследования. Изучение соотношения активности различных механизмов энергообеспечения в зависимости от длительности мышечной работы до отказа у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта. Материалы и методы. Выполнено 360 наблюдений у спортсменов в возрасте 18-35 лет, занимающихся циклическими видами спорта и имеющих спортивную квалификацию от 2-го взрослого разряда до КМС. В исследовании регистрировались показатели газообмена, ЧСС, уровня лактата в крови при выполнении ступенчато-возрастающей нагрузки на беговой дорожке с кардиореспираторной системой «Oxycon Pro» (Erich Jaeger, Германия). Анализировался вклад аэробных и анаэробных возможностей в зависимости от длительности выполнения нагрузки. Выборка разделена и ранжирована на 7 кластеров по величине вкладов отдельных механизмов энергообеспечения. Результаты. Выделенные кластеры отличаются по времени выполнения нагрузки. Увеличение длительности выполнения нагрузки от кластера к кластеру сопровождается закономерным ростом количественных значений оцениваемых показателей энергообеспечения. На этом фоне вклад анаэробных механизмов энергообеспечения имеет как однонаправленные изменения в виде снижения в одних кластерах, так и разнонаправленные изменения активностей лактатного и алактатного механизмов. Заключение. Увеличение длительности выполнения теста до отказа зависит не только от общего количества вырабатываемой энергии, главным образом активности аэробного механизма, но и от увеличения вклада алактатного и лактатного механизма энергообеспечения мышечной работы. Выявленные изменения в кластерах, по нашему мнению, можно расценивать как функционально сложившиеся типологические особенности соотношения активности различных механизмов энергообеспечения, обусловливающие физическую подготовленность.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Чиков Александр Евгеньевич, Медведев Дмитрий Станиславович, Чикова Светлана Николаевна, Колмогоров Сергей Валентинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FEATURES OF ENERGY SUPPLY OF MUSCLE WORKDEPENDING ON THE DURATION OF STEPWISE INCREASING LOAD IN CYCLICAL SPORTS ATHLETES

Aim. The paper aims to study energy supply mechanisms depending on the duration of stepwise increasing load to failure in cyclical sports athletes. Materials and methods. 360 observations were made on cyclical sports athletes (biathlon, cross-country skiing) aged 18-35 years. Indicators of gas exchange, heart rate, and blood lactate levels were recorded when performing a stepwise increasing load on the treadmill with the Oxycon Pro cardiorespiratory system (Erich Jaeger, Germany). The contribution of aerobic and anaerobic capabilities depending on the duration of the load was analyzed. The sample was divided and ranked into 7 clusters based on the contribution of individual energy supply mechanisms. Results. The selected clusters differ in load execution time. The increase in the duration of load execution time from cluster to cluster is accompanied by a natural increase in the quantitative values of the estimated energy supply indicators, as well as by both unidirectional and multidirectional changes in the activity of alactate and lactate mechanisms of energy supply. Conclusion. Increasing the duration of the load to failure depends not only on the total amount of energy produced, mainly the activity of the aerobic mechanism, but also on the increase in the contribution of the alactate and lactate mechanisms of energy supply. The identified changes in clusters can be regarded as functional typological features of various energy supply mechanisms that determine physical fitness.

Текст научной работы на тему «ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ СТУПЕНЧАТО-ВОЗРАСТАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ У СПОРТСМЕНОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ЦИКЛИЧЕСКИМИ ВИДАМИ СПОРТА»

УДК 612.745.1; 612.745.6

DOI: 10.14529/hsm200407

ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ СТУПЕНЧАТО-ВОЗРАСТАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ У СПОРТСМЕНОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ЦИКЛИЧЕСКИМИ ВИДАМИ СПОРТА

А.Е. Чиков1, Д.С. Медведев1'2, С.Н. Чикова1, С.В. Колмогоров3

1 Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА России, г. Санкт-Петербург, Россия,

2Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова, г. Санкт-Петербург, Россия,

3Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск, Россия

Цель исследования. Изучение соотношения активности различных механизмов энергообеспечения в зависимости от длительности мышечной работы до отказа у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта. Материалы и методы. Выполнено 360 наблюдений у спортсменов в возрасте 18-35 лет, занимающихся циклическими видами спорта и имеющих спортивную квалификацию от 2-го взрослого разряда до КМС. В исследовании регистрировались показатели газообмена, ЧСС, уровня лактата в крови при выполнении ступенчато-возрастающей нагрузки на беговой дорожке с кардиореспиратор-ной системой «Oxycon Pro» (Erich Jaeger, Германия). Анализировался вклад аэробных и анаэробных возможностей в зависимости от длительности выполнения нагрузки. Выборка разделена и ранжирована на 7 кластеров по величине вкладов отдельных механизмов энергообеспечения. Результаты. Выделенные кластеры отличаются по времени выполнения нагрузки. Увеличение длительности выполнения нагрузки от кластера к кластеру сопровождается закономерным ростом количественных значений оцениваемых показателей энергообеспечения. На этом фоне вклад анаэробных механизмов энергообеспечения имеет как однонаправленные изменения в виде снижения в одних кластерах, так и разнонаправленные изменения активностей лактатного и алактатного механизмов. Заключение. Увеличение длительности выполнения теста до отказа зависит не только от общего количества вырабатываемой энергии, главным образом активности аэробного механизма, но и от увеличения вклада алактатного и лактатного механизма энергообеспечения мышечной работы. Выявленные изменения в кластерах, по нашему мнению, можно расценивать как функционально сложившиеся типологические особенности соотношения активности различных механизмов энергообеспечения, обусловливающие физическую подготовленность.

Ключевые слова: энергообеспечение мышечной деятельности, механизмы энергообеспечения, длительность выполнения нагрузки, газоанализ, физическая работоспособность, спорт.

Введение. В настоящее время изучение закономерностей энергообеспечения мышечной работы получило новый импульс. С одной стороны, это связано с широким распространением современного оборудования, значительным повышением точности измерительной аппаратуры, накоплением большого количества данных, характеризующих энергообеспечение мышечной работы [1, 2]. С другой стороны, это обусловлено успехами в области моделирования энергообеспечения мышечной деятельности, появлением новых возможностей для качественного анализа получаемых данных [7, 13].

Концепция «энергетического подхода», начало которой положено в работах Я. Маг-garia [15], позволяет изучать физическую работоспособность на основе оценки вкладов различных механизмов энергообеспечения. При реализации «энергетического» подхода изучают закономерности производства энергии: оценивается мощность, емкость и экономичность механизмов энергообеспечения. Дифференцированную оценку вкладов анаэробного и аэробного энергообеспечения можно проводить на основе регистрации показателей газоанализа и лактата в крови при выполнении внешней работы, в период которой

можно достичь максимальных значений данных биоэнергетических параметров [3, 6, 16].

Известно, что согласованность работы отдельных механизмов энергообеспечения позволяет обеспечить гибкость в удовлетворении энергетических потребностей организма спортсмена в зависимости от условий, предъявляемых соревновательной и тренировочной деятельностью. При этом необходимо учитывать, что различные механизмы энергообеспечения имеют и антагонистическое взаимодействие и, соответственно, могут лимитировать работоспособность [3, 8-12, 14].

Недостаточная изученность сопряжения различных механизмов энергообеспечения мышечной работы во время тренировочных и соревновательных нагрузок в спортивной деятельности не позволяет обоснованно учитывать этот фактор при составлении тренировочных программ. Специфичность спортивной подготовки требует оценки различных механизмов производства энергии в конкретных спортивных упражнениях и достаточно точный количественный расчет параметров нагрузок.

Цель исследования - изучение соотношения активности различных механизмов энергообеспечения в зависимости от длительности мышечной работы до отказа у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие спортсмены в возрасте 18-35 лет, занимающиеся циклическими видами спорта (биатлон, лыжные гонки) и имеющие спортивную квалификацию от 2-го взрослого разряда до КМС. Было выполнено 360 наблюдений за динамикой газообмена, ЧСС, уровня лактата в крови при выполнении ступенчато-возрастающей нагрузки на беговой дорожке до отказа или по достижении максимального расчетного ЧСС (вычисляется по формуле «220 - возраст»). Выполнение теста проводилось с использованием беговой дорожки LE 580 CE H/P/COSMOS (Care Fusion, Великобритания) и кардиореспираторной системы «Oxycon Pro» (Erich Jaeger, Германия) по следующему протоколу: начальная скорость на первой ступени - 5 км/ч, длина ступени - 2 мин, высота ступени - 1,5км/ч. У каждого обследуемого определялись количественные значения вклада аэробного, лактатного и алактатного механизмов ресинтеза АТФ при выполнении тестирования.

Вклад аэробного механизма (ЕаЮ2, кДж) определялся на основе объема потребления кислорода сверх уровня покоя за период выполнения нагрузки по формуле:

ЕаЮ2 = (УО2ш -УО2ге8 • 1)• 20,9, (1)

где УО21о1 - объем потребления кислорода за время работы (л), УО2гек - объем потребления кислорода в покое перед тестом (л/мин), 1 -время выполнения работы (мин).

Вклад лактатного (Еа1Ьа, кДж) механизма энергообеспечения рассчитывался на разнице концентраций лактата в капиллярной крови до и после теста (АЬа, ммоль/л):

Еа1Ьа = АЬа • 0,0624 • т / р, (2)

где 0,0624 = 0,6/0,8 • 0,09 • 220 • 4,187 • 10-3 вычислен исходя из следующего: 0,6 - доля воды в теле человека, 0,8 - доля воды в крови, 0,09 г/мМ - молекулярный вес молочной кислоты, 220 кал/г - теплотворность молочной

—3

кислоты, 4,187 -10 кДж/кал - пересчетный коэффициент, т - масса тела человека, р -плотность тела человека принята за 1 кг/л.

Вклад алактатного (Еа1аЬа, кДж) механизма энергообеспечения рассчитывался по объему потребления кислорода за первые две минуты в период восстановления сверх уровня покоя (У02Ьог), данный период характеризуется фракцией быстрого восстановления и эффективностью фосфагенного цикла: Еа1аЬа = (У02Ьог — 0,55 • т / 70) х х20,9 • 0,6, (3)

где 0,55 - «кислородный запас тела» (л) у человека массой 70 кг; 0,6 - эффективность «фосфагенного цикла».

Полученные данные обрабатывались в программе 81ай8йса 10, разделение выборки на кластеры выполнялось на основе кластерного анализа методом К-средних. Полученные кластеры проверялись на нормальность распределения по критерию Шапиро-Уилко, достоверность различий считалась по критерию Стьюдента для несвязанных выборок, различия считались статистически значимыми при р < 0,05.

Результаты. Для изучения особенностей энергообеспечения мышечной работы в зависимости от длительности выполнения ступенчато-возрастающей нагрузки у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, все спортсмены были разделены на 7 кластеров методом К-средних. Для кластеризации были использованы показатели ЕаЮ2, Еа1аЬа,

Еа1Ьа, характеризующие вклад аэробных и анаэробных механизмов энергообеспечения в общий энергетический «котел». Кластеры характеризуются разной длительностью выполнения нагрузки и количественными значениям аэробных и анаэробных возможностей (см. таблицу).

Из таблицы видно, что у спортсменов от кластера к кластеру наблюдается повышение общих энерготрат (Еа1) при выполнении нагрузки с 478,8 ± 20,02 до 939,1 ± 10,23 кДж, аналогичная тенденция наблюдается в количественных значениях аэробных возможностей. В наблюдаемые изменения не укладывается динамика показателей от 2-го к 3-му кластеру: при увеличении длительности выполнения теста на 1 мин показатели энергообеспечения стабилизируются (634,4 ± 17,6 и 628,1 ± 15,18 кДж соответственно), что обусловлено снижением активности анаэробных возможностей. Увеличение длительности выполнения теста, возможно, связано с явлениями механической экономизации работы организма [5, 17].

По результатам исследования следует, что активность анаэробных механизмов постепенно сменяется и вклад алактатного и лактатного механизмов характеризуются разнонаправленной динамикой. Так, от второго к третьему наблюдается снижение анаэробных показателей с 46,2 ± 2,48 до 42,2 ± 2,17 кДж алактатных (Еа1аЬа) и с 44,7 ± 2,65 до 41,4 ± ± 2,26 кДж лактатных (Еа1Ьа). Статистически значимое (р < 0,05) снижение активности алактатного механизма происходит от четвертого кластера к шестому (с 51,8 ± 1,95 до 44,2 ± 1,42 кДж соответственно), в то же время лактатный механизм увеличивает свой

вклад в энергообеспечение от третьего к шестому с 41,4 ± 2,26 до 46,8 ± 2,03 кДж (р < 0,05). От шестого к седьмому кластеру тенденция меняется: резко повышается активность алак-татного механизма ресинтеза АТФ с 44,2 ± 1,42 до 76,1 ± 2,6 кДж, а активность лактатного механизма снижается с 46,8 ± 2,03 до 38,1 ± ± 1,57 кДж (р < 0,001). Аналогичная динамика повышения активности алактатного механизма, но менее выраженная, наблюдается в четвертом кластере.

Выявленные особенности между показателями, характеризующими энергообеспечение в выделенных кластерах у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, позволили выделить две закономерности при увеличении длительности выполнения ступенчато-возрастающей работы до отказа: 1) вклад аэробных возможностей в общий энергетический «котел» повышается при одновременном снижении вклада анаэробных возможностей на всем междукластерном диапазоне длительности выполнения нагрузочного тестирования; 2) при сохранении первой закономерности наблюдается увеличение длительности выполнения тестирования от третьего к четвертому и от шестого к седьмому кластерам за счет повышения активности алактатного с одновременным снижением вклада лактатного механизмов.

Обращают на себя внимание показатели у спортсменов, отнесенных к седьмому кластеру, которые уступают по вкладу аэробных возможностей спортсменам шестого кластера и отличаются относительно низкой активностью лактатного механизма энергообеспечения. На наш взгляд, такие закономерности могут иметь две причины: 1) высокая емкость

Количественные показатели аэробных и анаэробных возможностей спортсменов разных кластеров Quantitative indicators of aerobic and anaerobic capabilities of athletes from different clusters

Кластер Cluster n t, мин / min Eai, кДж / kJ EaiO2, кДж / kJ EaiaLa, кДж / kJ EaiLa, кДж / kJ

1 67 11,6 ± 0,11* 478,8 ± 20,0* 400 ± 18,2* 43,1 ± 2,76 35,5 ± 2,12*

2 56 14 ± 0,06* 634,4 ± 17,6 543 ± 16 46,2 ± 2,48 44,7 ± 2,65

3 52 15 ± 0,04* 628,1 ± 15 ,2* 544 ± 13,8* 42,2 ± 2,17* 41,4 ± 2,26

4 53 16 ± 0,03* 726,2 ± 16,5 629 ± 15 51,8 ± 1,95 45,6 ± 2,66

5 30 16,7 ± 0,05* 751,3 ± 20,7 654 ± 18,8 50,8 ± 2,77* 46,2 ± 3,47

6 38 18,4 ± 0,07* 788,7 ± 15,7* 698 ± 14,3* 44,2 ± 1,42* 46,8 ± 2,03*

7 64 20,1 ± 0,06 939,1 ± 10,2 825 ± 9,3 76,1 ± 2,6 38,1 ± 1,57

Примечания. * - p < 0,01 изменения достоверны относительно предыдущего кластера. Note. * - p < 0.01 changes are significant for the previous cluster.

креатинфосфатного механизма обеспечивает переход на более высокую интенсивность [12] с меньшей активацией лактатного механизма; 2) повышение скорости утилизации лактата непосредственно при выполнении нагрузки. И первая и вторая причины, в свою очередь, обеспечивают снижение негативного влияния ацидоза на работоспособность.

Заключение. Длительность выполнения теста физической работоспособности зависит не только от общего количества энергии за счет повышения активности аэробного, но и от активности алактатного и лактатного механизмов энергообеспечения [4]. Выявленные изменения в кластерах, по нашему мнению, можно расценивать как функционально сложившиеся особенности соотношения активности различных механизмов энергообеспечения, обусловливающие, в конечном счете, уровень подготовленности. При планировании тренировочных нагрузок с целью повышения энергообеспечения следует учитывать соотношение активностей механизмов энергообеспечения и учитывать выявленные закономерности.

Литература

1. Аэробная и анаэробная работоспособность боксеров в специально подготовительном периоде тренировки / А.С. Грон-ская, Я.Е. Бугаец, К.А. Гандилян //Материалы IX Международной научно-практической конференции «Физическое воспитание, спорт, физическая реабилитация и рекреация: проблемы и перспективы развития», 2019. - С. 31-34.

2. Влияние спортивной специализации на функциональные способности человека при велоэргометрической нагрузке / Ю.Г. Солонин, Е.Р. Бойко, Н.Г. Варламова и др. // Известия Коми научного центра УрО РАН. -2017. - № 3 (31). - С. 47-51.

3. Волков, Н.И. Физиологические критерии выносливости спортсменов / Н.И. Волков, А. Н. Волков // Физиология человека. - 2004. -Т. 30, № 4. - С. 103-113.

4. Грушин, А.А. Функциональные показатели работоспособности и спортивный результат у элитных лыжниц-гонщиц / А.А. Грушин, А.Г. Баталов, В.Д. Сонькин // Вестник спортивной науки. - 2013. - № 3. -С. 3-9.

5. Мехдиева, К.Р. Функциональное тестирование профессиональных спортсменов: специфическое или универсальное? /К.Р. Мех-

диева, А.В. Захарова // Человек. Спорт. Медицина. - 2019. - Т. 19, № 1. - С. 22-28.

6. Модельные показатели функциональных возможностей систем энергообеспечения лыжниц-гонщиц высокой квалификации при подготовке к XXIV зимним Олимпийским играм 2022 г. в Пекине (Китай) / А.И. Головачев, В.И. Колыхматов, С.В. Широкова, Н.Б. Новикова // Теория и практика физ. культуры. - 2019. - № 12. - С. 89-91.

7. Модульная графическая модель энергетического метаболизма в клетках скелетной мышцы / И.Н. Киселев, И.Р. Акбердин, А.Ю. Вертышев и др. //Математ. биология и биоинформатика. - 2019. - Т. 14, № 2. -С. 373-392.

8. Мякинченко, Е.Б. Развитие локальной мышечной выносливости в циклических видах спорта / Е.Б. Мякинченко, В.Н. Селуянов. -М.: ТВТДивизион, 2017. - 360 с.

9. Розенфельд, А.С. Ацидоз - доминирующий фактор в ограничении мышечной активности / А.С. Розенфельд, К.А. Рямова // Ученые записки ун-та им. П.Ф. Лесгафта. -2015. - № 10 (128). - С. 162-167.

10. Сонькин, В.Д. Возрастное развитие тканевых источников энергообеспечения мышечной функции / В.Д. Сонькин, Р.В. Там-бовцева, Г.М. Маслова // Вестник спортивной науки. - 2009. - № 6. - С. 32-38.

11. Тамбовцева, Р.В. Биохимическая характеристика бега на различные дистанции / Р. В. Тамбовцева // Евразийский союз ученых. -2015. - № 5-7 (14). - С. 36-39.

12. Финальная концентрация лактата в крови в тесте с возрастающей нагрузкой и аэробная работоспособность / Д. В. Попов, С. С. Миссина, Ю. С. Лемешева и др. // Физиология человека. - 2010. - Т. 36, № 3. - С. 102-109.

13. A Four Compartment Model on Human Exercise Bioenergetics / D. Sundström, M. Bäckström, P. Carlsson, M. Tinnsten // Procedia Engineering. - 2015. - Vol. 112. - P. 4-9.

14. Korzeniewski, B. Theoretical studies on the regulation of anaerobic glycolysis and its influence on oxidative phosphorylation in skeletal muscle / B. Korzeniewski, P. Liguzinski // Biophysical Chemistry. - 2004. - Vol. 110, no. 1-2. -P. 147-169.

15. Margaria, R. Biomechanics and energetics of muscular exercise / R. Margaria. - Oxford: Clarendon Press, 1976. - 184 p.

16. Realization the functional preparedness of the ski athletes under the model conditions of

competitive distance / R. Kropta, Y. Khmelnytska, I. Hruzevych et al. // Journal of Physical Education and Sport. - 2020. - Vol. 20, № 1. -P. 164-169.

17. Toussaint, H. Biomechanical aspects of peak performance in human swimming / H. Toussaint, M. Truijens // Animal Biology. - 2005. -Vol. 55. - P. 17-40.

Чиков Александр Евгеньевич, кандидат биологических наук, доцент, заведующий лабораторией спортивной гигиены, Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА России. 188663, Ленинградская область, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, корп. № 93. E-mail: [email protected], ORCID: 0000-0003-0860-9171.

Медведев Дмитрий Станиславович, доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры лечебной физкультуры и спортивной медицины, Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова. 191015, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41; заведующий отделом физиологической оценки и медицинской коррекции, Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА России. 188663, Ленинградская область, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, корп. № 93. E-mail: [email protected], ORCID: 0000-0001-7401-258X.

Чикова Светлана Николаевна, кандидат биологических наук, доцент, заведующий лабораторией клинической и функциональной диагностики, Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА России. 188663, Ленинградская область, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, корп. № 93. E-mail: [email protected], ORCID: 0000-0002-1696-5101.

Колмогоров Сергей Валентинович, доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры спортивных дисциплин, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова. 163002, г. Архангельск, набережная Северной Двины, 17. E-mail: [email protected], ORCID: 0000-0002-9339-500X.

Поступила в редакцию 11 октября 2020 г.

DOI: 10.14529/hsm200407

FEATURES OF ENERGY SUPPLY OF MUSCLE WORK DEPENDING ON THE DURATION OF STEPWISE INCREASING LOAD IN CYCLICAL SPORTS ATHLETES

A.E. Chikov1, [email protected], ORCID: 0000-0003-0860-9171, D.S. Medvedev12, [email protected], ORCID: 0000-0001-7401-258X, S.N. Chikova1, [email protected], ORCID: 0000-0002-1696-5101, S.V. Kolmogorov3, [email protected], ORCID: 0000-0002-9339-500X 1Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology, Saint Petersburg, Russian Federation,

2North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov, Saint Petersburg, Russian Federation,

3Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Arkhangelsk, Russian Federation

Aim. The paper aims to study energy supply mechanisms depending on the duration of stepwise increasing load to failure in cyclical sports athletes. Materials and methods. 360 observations were made on cyclical sports athletes (biathlon, cross-country skiing) aged 18-35 years. Indicators of gas exchange, heart rate, and blood lactate levels were recorded when performing a stepwise increasing load on the treadmill with the Oxycon Pro cardiorespiratory system (Erich

Jaeger, Germany). The contribution of aerobic and anaerobic capabilities depending on the duration of the load was analyzed. The sample was divided and ranked into 7 clusters based on the contribution of individual energy supply mechanisms. Results. The selected clusters differ in load execution time. The increase in the duration of load execution time from cluster to cluster is accompanied by a natural increase in the quantitative values of the estimated energy supply indicators, as well as by both unidirectional and multidirectional changes in the activity of alactate and lactate mechanisms of energy supply. Conclusion. Increasing the duration of the load to failure depends not only on the total amount of energy produced, mainly the activity of the aerobic mechanism, but also on the increase in the contribution of the alactate and lactate mechanisms of energy supply. The identified changes in clusters can be regarded as functional typological features of various energy supply mechanisms that determine physical fitness.

Keywords: energy supply of muscle activity, mechanisms of energy supply, exercise duration, gas analysis, physical performance, sports.

References

1. Gronskaya A.S., Bugayets Ya.E., Gandilyan K.A. [Aerobic and Anaerobic Efficiency of Boxers in a Special Preparatory Period of Training]. Materialy IX Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii "Fizicheskoye vospitaniye, sport, fizicheskaya reabilitatsiya i rekreatsiya: problemy i pers-pektivy razvitiya" [Materials of the IX International Scientific and Practical Conference. Physical Education, Sport, Physical Rehabilitation and Recreation: Problems and Development Prospects], 2019, pp. 31-34. (in Russ.)

2. Solonin Yu.G., Boyko E.R., Varlamova N.G. et al. [The Influence of Sports Specialization on the Functional Abilities of a Person during a Cycle Ergometric Load]. Izvestiya Komi nauchnogo tsentra UrO RAN [Izvestia of the Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences], 2017, no. 3 (31), pp. 47-51. (in Russ.)

3. Volkov N.I., Volkov A.N. [Physiological Criteria of Endurance of Athletes]. Fiziologiya che-loveka [Human Physiology], 2004, vol. 30, no. 4, pp. 103-113. (in Russ.) DOI: 10.1023/B:HUMP. 0000036344.25201.fd

4. Grushin A.A., Batalov A.G., Son'kin V.D. [Functional Indicators of Working Capacity and Sports Results among Elite Skier-Racer]. Vestnik sportivnoy nauki [Bulletin of Sports Science], 2013, no. 3, pp. 3-9. (in Russ.)

5. Mekhdiyeva K.R., Zakharova A.V. Functional Testing of Professional Athletes. Specific or Universal? Human. Sport. Medicine, 2019, vol. 19, no. 1, pp. 22-28. (in Russ.) DOI: 10.14529/hsm190103

6. Golovachev A.I., Kolykhmatov V.I., Shirokova S.V., Novikova N.B. [Model Indicators of the Functional Capabilities of the Power Supply Systems of Highly Qualified Female Racers in Preparation for the XXIV Winter Olympic Games in 2022 in Beijing (China)]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury [Theory and Practice of Physical Culture], 2019, no. 12, pp. 89-91. (in Russ.)

7. Kiselev I.N., Akberdin I.R., Vertyshev A.Yu. et al. [Modular Graphic Model of Energy Metabolism in Skeletal Muscle Cells]. Matematicheskaya biologiya i bioinformatika [Mathematical Biology and Bioinformatics], 2019, vol. 14, no. 2, pp. 373-392. (in Russ.) DOI: 10.17537/2019.14.373

8. Myakinchenko E.B., Seluyanov V.N. Razvitiye lokal'noy myshechnoy vynoslivosti v tsikli-cheskikh vidakh sporta [Development of Local Muscle Endurance in Cyclic Sports]. Moscow, TVT Divizion Publ., 2017. 360 p.

9. Rozenfel'd A.S., Ryamova K.A. [Acidosis is the Dominant Factor in Limiting Muscle Activity]. Uchenyye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta [Scientific Notes of the University P.F. Lesgaft], 2015, no. 10 (128), pp. 162-167. (in Russ.)

10. Son'kin V.D., Tambovtseva R.V., Maslova G.M. [Age-Related Development of Tissue Sources of Energy Supply of Muscle Function]. Vestnik sportivnoy nauki [Bulletin of Sports Science], 2009, no. 6, pp. 32-38. (in Russ.)

11. Tambovtseva R.V. [Biochemical Characteristics of Running at Different Distances]. Evra-ziyskiy soyuz uchenykh [Eurasian Union of Scientists], 2015, no. 5-7 (14), pp. 36-39. (in Russ.)

12. Popov D.V., Missina S.S., Lemesheva Yu.S. et al. [The Final Concentration of Lactate in the Blood in the Test with Increasing Load and Aerobic Performance]. Fiziologiya cheloveka [Human Physiology], 2010, vol. 36, no. 3, pp. 102-109. (in Russ.) DOI: 10.1134/S0362119710030138

13. Sundstrom D., Backstrom M., Carlsson P., Tinnsten M. A Four Compartment Model on Human Exercise Bioenergetics. ProcediaEngineering, 2015, vol. 112, pp. 4-9. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.07.167

14. Korzeniewski B., Liguzinski P. Theoretical Studies on the Regulation of Anaerobic Glycolysis and its Influence on Oxidative Phosphorylation in Skeletal Muscle. Biophysical Chemistry, 2004, vol. 110, no. 1-2, pp. 147-169. DOI: 10.1016/j.bpc.2004.01.011

15. Margaria R. Biomechanics and Energetics of Muscular Exercise. Oxford: Clarendon Press, 1976. 184 p.

16. Kropta R., Khmelnytska Y., Hruzevych I. et al. Realization the Functional Preparedness of the Ski Athletes Under the Model Conditions of Competitive Distance. Journal of Physical Education and Sport, 2020, vol. 20, no. 1, pp. 164-169.

17. Toussaint H., Truijens M. Biomechanical Aspects of Peak Performance in Human Swimming. Animal Biology, 2005, vol. 55, pp. 17-40. DOI: 10.1163/1570756053276907

Received 11 October 2020

ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ

FOR CITATION

Особенности энергообеспечения мышечной работы в зависимости от длительности выполнения ступенчато-возрастающей нагрузки у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта / А.Е. Чиков, Д. С. Медведев, С.Н. Чикова, С.В. Колмогоров // Человек. Спорт. Медицина. - 2020. - Т. 20, № 4. - С. 62-68. БОТ: 10.14529/И8т200407

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Chikov A.E., Medvedev D.S., Chikova S.N., Kol-mogorov S.V. Features of Energy Supply of Muscle Work Depending on the Duration of Stepwise Increasing Load in Cyclical Sports Athletes. Human. Sport. Medicine, 2020, vol. 20, no. 4, pp. 62-68. (in Russ.) DOI: 10.14529/hsm200407

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.