CC BY
53ОСОБЕННОСТИ НОРМИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОМ НАГРУЗКИ ЮНЫХ СПОРТСМЕНОВ В ТРЕНИРОВОЧНОЙ ПОДГОТОВКЕ
УДК/UDC 796.015
Поступила в редакцию 01.04.2021 г.
Информация для связи с автором: atf52@bk.ru
Доктор биологических наук Т.Ф. Абрамова1 Кандидат педагогических наук А.И. Головачев1 Кандидат педагогических наук Т.М. Никитина1 А.В. Полфунтикова1
1 Федеральный научный центр физической культуры и спорта (ФНЦ ВНИИФК)
WORKOUT INTENSITY MANAGEMENT STANDARDS FOR 6-7 YEAR-OLD WRESTLERS
Dr. Biol. T.F. Abramova1 PhD A.I. Golovachev1 PhD T.M. Nikitina1 A.V. Polfuntikova1
1 Federal Scientific Center for Physical Culture and Sports (VNIIFK), Moscow
Аннотация
Цель исследования - уточнение критериев нормирования физической нагрузки на основе исследования функциональных возможностей основных систем энергообеспечения детей 6-7 лет.
Методика и организация исследования. При согласии родителей три юных борца с двухлетним стажем занятий приняли участие в велоэргометриче-ском тесте со ступенчато-возрастающей нагрузкой с использованием газоанализа, с мониторингом ЧСС и определением лактата после каждой ступени, ЭКГ-контроле. Также определялись показатели физического развития и подготовленности.
Результаты исследования и выводы. Результаты тестирования показали, что приоритет энергообеспечения работы «до отказа» у детей 6-7 лет принадлежит аэробному механизму при низкой активности лактацидной системы на фоне высокой значимости вегетативной регуляции системы кровообращения в обеспечении мышечной нагрузки в условиях возрастной гетерохронии развития дыхательной системы и механизмов анаэробно-лак-татного энергообеспечения. Научно обоснован критериальный показатель аэробной нагрузки для юных спортсменов 6-7-летнего возраста: менее 170±5 уд/мин. Превышение этих границ ЧСС для юных спортсменов может приводить к отклонениям в процессах адаптации сердечно-сосудистой системы к нагрузкам в условиях длительных занятий спортом.
Ключевые слова: физическая работоспособность, функциональные возможности механизмов энергообеспечения, кардиореспираторная система, спортсмены 6-7лет.
Abstract
Objective of the study was to offer workout intensity management standards for the 6-7 year-old wrestlers based on the energy mechanisms functionality and physical fitness tests and analyses.
Methods and structure of the study. We sampled for the study, on the family and coach's consent, three 7 year-old freestyle wrestlers having a two-year training experience, and tested them for: physical development (including body length and mass, BMI, muscle and fat mass, vital capacity, blood pressure and heart rate tests), physical fitness (including carpal strength, flexibility, standing long jump, shuttle sprint tests); speed-stepping treadmill tests till muscular failure (1.75 m/s stepped up by 0.25 m/s every 2 min). Exhaled carbon dioxide/ oxygen (CO2/ O2) was tested by Metalizer II Gas Analyzer test system (Cortex, Germany) and HR was tested prior to, during and after workouts with an ECG support. Blood lactate contents were tested after every workout stage in rehabilitation process. The tests were designed to fix the maximal aerobic capacity, anaerobic threshold and the oxygen uptake efficiency ratio. The anaerobic threshold range was verified by the pulmonary ventilation maximums with ventilation equivalents versus the lactate variations to obtain indirect anaerobic threshold rates and limits for the workout intensity zones.
Results and conclusion. Despite the individual differences in the run times and speeds and physiological energy costs, every sampled athlete was tested to mobilize mostly the anaerobic energy mechanisms in the failure workout tests, with the relative energy demand kept at certain level; and the same applies to efficiency of the aerobic-anaerobic transition mechanisms, whilst the lactic efficiency was tested relatively low. The study to produce the workout intensity zoning by the anaerobic metabolism threshold related HR found the age-specific threshold achieved at 170+ beats/min.
The key finding of the study is that the 6-7-year-old wrestlers' anaerobic threshold is attained at 170+ beats/ min and may be effectively used for the workout zoning purposes. Workout intensities in excess of this level may result, as we found, in irregularities of the cardiovascular system adaptation to the sport-specific workloads in long-time trainings.
Keywords: physical working capacity, functionality of energy mechanisms, cardio-respiratory system, 6-7-year-old athletes.
Введение. Многолетнее изучение вопроса о вреде и пользе раннего начала занятий спортом выявило положительное инициирующее влияние спортивных занятий на физическое развитие и физические возможности на фоне
напряженной возрастной адаптации сердечно-сосудистой системы ребенка к мышечной деятельности [6, 8]. В связи с этим встает вопрос не столько о времени начала занятий спортом, сколько о нормировании физической нагрузки как
0J □
. ±± □
и
Т5 у
л
а
ч. о
0J
а
■
с
га
£: о
0J л Н
ведущем внешнем факторе воздействия на развитие систем функционального обеспечения деятельности у детей старшего дошкольного и младшего школьного возраста.
Становление функционального состояния и развитие физических качеств предполагает систематическое применение тренировочных нагрузок, отличающихся от привычной нагрузки, но соответствующих индивидуально допустимому уровню [5]. Допустимый уровень нагрузки должен определяться функциональными возможностями, как минимум механизмов энергообеспечения и кардиореспира-торной системы, что в детском возрасте имеет отличительные особенности [3, 5]. В основе возрастных особенностей обеспечения мышечной деятельности лежит гетерохрония становления механизмов энергообеспечения: до начала пубертатного периода - приоритетное формирование и функционирование аэробных механизмов, с началом периода полового созревания - становление анаэробных [3, 5].
Цель исследования - уточнение критериев нормирования физической нагрузки на основе исследования функциональных возможностей основных систем энергообеспечения детей 6-7 лет.
Методика и организация исследования. В тестировании при согласии и в присутствии родителей и тренера приняли участие три спортсмена семилетнего возраста, в течение двух лет занимающихся вольной борьбой. Программа обследования: физическое развитие (длина и масса тела, ИМТ, мышечная и жировая масса, ЖЕЛ, АД и ЧСС), подготовленность (кистевая сила, гибкость, прыжок в длину с места с двух ног, время челночного бега) [2]; мышечная работа на беговом тредбане со ступенчато возрастающей нагрузкой до «отказа» (стартовая скорость - 1,75 м/с; повышение нагрузки - каждые 2 мин на 0,25 м/с). Мониторинг концентрации CO2 и O2 в выдыхаемом воздухе (газоанализатор «Металайзер II», Cortex, Германия) и ЧСС осуществлялся в начале, во время работы и восстановления проводился при ЭКГ-контроле. При завершении каждой ступени и восстановлении определялась концентрация лактата в крови. Определялись показатели максимальной аэробной производительности (МПК, МПК/кг), анаэробного порога (скорость бега и потребление кислорода на пороговом уровне) и способности организма к усвоению кислорода (коэффициент использования кислорода - КИО2). Показатели анаэробного порога определялись по динамике легочной вентиляции и вентиляционных эквивалентов, что наряду со скоростью накопления лактата позволяло косвенно определить скорость анаэробного порога
Таблица 1. Показатели физического развития и физической подготовленности юных спортсменов
Показатель Испытуемый Параметр
1 2 3 Х a
Возраст, лет 6,8 7,2 6,8 6,9 0,09
Длина тела, см 118,7 121 118,8 119,5 1,32
Масса тела, кг 21,8 21,9 21,2 21,6 0,43
ИМТ, кг/м2 15,5 15 15 15,2 0,32
Мышечная масса, % 46,3 43,8 45,6 45,2 1,28
Жировая масса, % 9,9 12,0 9,4 10,4 1,42
ЖЕЛ, л 1,4 2,0 1,9 1,8 0,29
АД мм рт. ст. 80/56 93/61 93/63 89/60 7,5/3,6
ЧСС, уд/мин 78 96 99 91 11,4
Кистевая сила, кг 10,0 6,0 9,0 8,3 2,13
Гибкость, см 7,0 6,0 4,0 5,7 1,52
Прыжок в длину с места, см 133 120 130 127,7 6,81
Челночный бег, с 9,16 10,74 9,19 9,70 0,904
и границы зон относительной интенсивности по J. Skinner McLellan, 1980 [7].
Результаты исследования и их обсуждение. Выявлено, что испытуемые, спортсмены 6-7 лет с одинаковыми, соответствующими возрастной норме, тотальными размерами тела [2] характеризуются различным уровнем развития показателей функционального обеспечения и показателей физической подготовленности: наилучшими по совокупности показателями физического развития и физической подготовленности отличается первый спортсмен, наихудшими - второй (табл. 1).
Результаты нагрузочного теста также выявили различия и сходство среди юных спортсменов. Основные показатели физической работоспособности - длительность и скорость выполненной спортсменами работы, варьируют соответственно от 5 до 9 мин и от 2,13 до 2,63 м/с (табл. 2). Наибольшая работа, выполненная первым спортсменом, характеризуется наибольшей скоростью перемещения при достижении наиболее высоких величин дыхательного коэффициента, что обеспечено наибольшей мощностью окислительной системы, сформированной сочетанием наименьшей величины максимальной легочной вентиляции и наибольшей способностью к усвоению кислорода мышцами наряду с наиболее высокой активностью функции лактацидной системы. Это сопровождается наибольшей ЧСС, но и наибольшим кислородным пульсом, определяющим более высокую способность кислородтранспортной системы доставлять кислород к мышцам, отражая развитие процессов экономизации обеспечения и подтверждаясь в скорости достижения максимальных значений пульса (минимальная ЧСС на первой ступени, максимальная разница между ЧСС 1-й и последней ступени).
Второй спортсмен при наименьших объеме и скорости выполненной работы характеризуется наименьшим МПК, формирующимся за счет наименьших и активности внешнего дыхания, и утилизации кислорода мышцами при высокой пульсовой реакции и наименьшем кислородном пульсе, близким к наибольшему максимальным лактатом при меньшей выполненной работе. Различия проявляются и в показателях анаэробного порога: наибольшие скорость и потребление кислорода при меньшей ЧСС - у первого спортсмена. Полученные результаты в целом соотносятся с данными научной литературы, вместе с тем указывая на более высокие показатели МПК и потребления кислорода на уровне анаэробного порога при сходных уровнях максимального лактата у исследованных спортсменов семи лет относительно нетренированных детей того же возраста [2, 3].
Несмотря на различия в механических характеристиках выполненной работы (длительность и скорость бега) и в соотношении физиологических показателей обеспечения работы, общим для всех спортсменов является то, что физическая работоспособность в тесте «до отказа» у обследованных детей семи лет обеспечивается приоритетно аэробным механизмом, относительная мощность которого приближается к дефинитивному уровню, что касается и производительности механизмов аэробно-анаэробного перехода, тогда как лактацидная производительность низкая (лактат - не выше 5,9 ммоль/л). Уровень дыхательного коэффициента (ДК) достигает величины более 1, указывая в общем случае на большее участие в процессах энергообеспечения углеводов в субстратах окисления, однако величина накопленного лактата не вполне отвечает такому объяснению, в большей мере предполагая гетерохронию развития субстратного обеспечения мышечного метаболизма и вентиляционно-перфузи-онного отношения (ДК), что определяется возрастными раз-
76
http://www.teoriya.ru
№7^ 2021 Июль | July
Таблица 2. Физическая работоспособность и физиологические показатели юных спортсменов в тесте
В
Испытуемый 1 2 Х V,%
Показатели физической работоспособности
Время работы, мин 9,0 5,0 7,0 7,0 28,5
Скорость, м/с 2,63 2,13 2,38 2,38 10,5
Показатели окислительной системы энергообеспечения и сердечно-сосудистой системы
МВЛ, л/мин 51,5 52,1 54,9 52,8 3,4
МПК, л/мин 1,231 1,169 1,175 1,192 2,9
МПК, мл/мин/кг 56,47 53,38 55,42 55,09 2,9
ЧСС, уд/мин 206 206 201 204,3 1,4
Кислородный пульс, мл/ уд 5,98 5,67 5,85 5,83 2,6
ДК, у.е. 1,14 1,10 1,11 1,12 1,8
КИО2, % 3,89 3,48 3,68 3,68 5,7
Показатели анаэробно-гликолитической системы энергообеспечения
Лактат, 1 ступень, ммоль/л 1,4 1,5 1,4 1,4 7,1
Лактат, отказ, ммоль/л 5,9 5,6 4,5 5,3 13,2
Показатели анаэробного порога
Скорость, м/с 2,33 1,86 2,06 2,08 11,3
Скорость, % от max 88,6 87,3 86,6 87,5 1,1
ПК, мл/мин/кг 49,02 43,99 46,00 46,33 5,4
ПК, % от МПК 86,8 82,4 83,0 84,1 2,9
ЧСС, уд/мин 178 182 180 180 1,1
Показатели динамики ЧСС
ЧСС, уд/мин, 1 ступень 145 173 174 164 10,1
ЧСС, уд/мин, отказ 206 206 201 204,3 1,4
ДЧСС, уд/мин 61 33 27 40,3 44,9
\|
личиями активности системы внешнего дыхания и системы кровообращения [2].
Общей для обследованных спортсменов 6-7 лет является также активность сердечно-сосудистой системы, с достижением высоких величин пульса как в максимальной реакции на выполненную работу, так и на уровне анаэробного порога, что указывает на высокую роль вегетативной регуляции системы кровообращения в обеспечении мышечной нагрузки в условиях возрастной гетерохронии развития дыхательной системы и механизмов анаэробно-лактатного энергообеспечения [2].
В этой связи следует отметить вариабельность показателей, регистрируемых при выполнении работы (табл. 2). Наибольшая изменчивость (%) характерна для показателя «резерва» сердечно-сосудистой системы, определяемого по разнице между величинами ЧСС первой и последней ступени работы (44,9 %) и общего времени работы (28,5 %), во вторую - для показателя максимального лактата (13,2 %), скорости выполнения работы в целом и на уровне анаэробного порога (10,5 и 11,3 %). Наименьшая изменчивость - свойственна физиологическим показателям (коэффициент вариации от 1,1 до 5,7 %) при минимальной вариабельности ЧСС на пороге анаэробного обмена (1,1 %) и ЧСС максимальной (1,4 %), а
также ДК (1,8 %), что демонстрирует характерно устойчивый уровень физиологических реакций на предельную мышечную нагрузку, выделяя близкий уровень ЧСС на анаэробном пороге в интервале 178-182 уд/мин у спортсменов 6-7 лет.
Определение пульсовых границ зон интенсивности в соответствии с ЧСС на пороге анаэробного обмена показало, что аэробная зона нагрузки юных спортсменов соответствует значениям ЧСС меньше 170 уд/мин. Несмотря на малую численность обследованных, высокая устойчивость показателя позволяет рассматривать пульс 170 уд/мин в качестве критерия выполнения нагрузки в аэробном, наиболее физиологически обеспеченном, режиме энергообеспечения в возрасте 6-7 лет.
Ранее полученные данные свидетельствуют, что пульсовые характеристики анаэробного порога у нетренированных детей по мере взросления от 6 до 9 лет снижаются от 164±2,8 до 135±2,8 уд/мин (ЧСС анаэробного порога у детей 7 лет -154±4,1 уд/мин) [8]. Это позволяет говорить о более высокой функциональной подготовленности детей, занимающихся спортом, и о том, что занятия спортом приводят к более высоким пульсовым режимам, изменяя пульсовые зоны интенсивности нагрузки, причем при прекращении занятий возникает вероятность снижения ЧСС на 10-20 уд/мин.
Выводы. Основным итогом проведенного исследования является выявление критериального показателя, обеспечивающего распределение мышечных нагрузок по зонам интенсивности, который для юных спортсменов семилетнего возраста приходится на 170±5 уд/мин. Превышение этих границ ЧСС для юных спортсменов может приводить, как показали наши данные, к отклонениям в процессах адаптации сердечно-сосудистой системы к нагрузкам в условиях длительных занятий спортом.
Литература
1. Гульбиани Т.И. Факторная структура физической работоспособности младших школьников: автотеф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.04. - Тбилиси, 1991. - 20 с.
2. Организация медицинского контроля за развитием и здоровьем дошкольников и школьников на основе массовых скрининг-ja-» стов и их оздоровление в условиях детского сада, школы / под ред. Г.Н. Сердюковской. - М., 1995. - 142с.
3. Темпы физического развития и подготовленности детей как маркеры эффективности двигательной деятельности / Т.Ф.Абрамова. Т.М.Никитина, А.В. Полфунтикова и др. // Теория и практика физ. культуры. - 2020. - № 8. - С. 58-60.
References
1. Serdyukovskaya G.N. [ed.] Organizatsiya meditsinskogo kontrolya za razvitiem i zdorovem doshkolnikov i shkolnikov na osnove massovykh skrining-testov i ikh ozdorovlenie v usloviyakh detskogo sada, shkoly [Organization of medical control over development and health of preschoolers and schoolchildren based on mass screening tests and their health improvement in kindergarten, school]. Moscow, 1995. 142 p.
2. Abramova T.F., Nikitina T.M., Polfuntikova A.V. et al. Tempy fizicheskogo razvitiya i podgotovlennosti detey kak markery effektivnosti dvigatelnoy deyatelnosti [Physical development and physical fitness rates as markers of effectiveness of children's motor activity]. Teoriya i praktika fiz. kultury. 2020. No. 8. pp. 58-60.
3. Armstrong N., Barker A.R., McManus A.M. Muscle metabolism changes with age and maturation: How do they relate to youth sport performance? Br. J Sports Med. 2015. Vol. 49. No 13. pp. 860-864
4. O. Bar-Or Pediatric Sports Medicine for the Practitioner: From Physiologic Principles to Clinical Applications. Front Cover. Springer Science & Business Media, 2012. Medical. 376 p.
5. Andersen L.B., Harro M., Sardinha L.B., Froberg K., Ekelund U., Brage S., Anderssen S.A. Physical activity and clustered cardiovascular risk in children: a cross-sectional study (The European Youth Heart Study). Lancet 2006: 368: 299-304.
6. Skinner J.S. The Transition from Aerobic to Anaerobic Metabolism. Research quarterly for exercise and sport. 1980. 51 (1). pp. 234 -248.
7. Sollerhed A.-C., Ejlertsson G. Physical benefits of expanded physical education in primary school: findings from a 3-year intervention study in Sweden Scand J Med Sci Sports 2008: 18: 102-107.
