CC BY
24
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.103.2.087
ПОВЫШЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ ПОДВОДНИКОВ МЕТОДОМ ИНТЕРВАЛЬНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ
Научная статья
Сауров Е.А.1, *, Морозов С.Н.2
1 ORCID: 0000-0002-1825-0023;
2 ORCID: 0000-0002-1825-097X;
1 2 Российский Государственный Университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма, Москва, Россия
* Корреспондирующий автор (saurov.ev[at]gmail.com)
Аннотация
Цель: разработать метод интервальной гипоксической тренировки, способный привести к положительным изменениям в специальной работоспособности высококвалифицированных пловцов-подводников, специализирующихся на дистанции 400м плавание в ластах.
Методы: шесть высококвалифицированных подводников, разделенные поровну на контрольную и экспериментальную группу, приняли участие в эксперименте. Проводился квалиметрический анализ тренировочной нагрузки основных тренировочных занятий. Экспериментальна группа выполняла дыхание газовой смесью с пониженным содержанием О2 в течение четырех недель. Пульсоксиметрия и проба Т-85 использовались для оценки степени гипоксического воздействия. Оценка изменений специальной работоспособности производилась с помощью тестирования 4х100м плавание в ластах с интервалом отдыха 10 с, в рамках которого происходили измерения лактата и частоты сердечных сокращений. Сравнение изменений между независимыми выборками производилась с помощью непараметрического критерия Манна--Уитни при уровне значимости 1%.
Результаты:
Сравнение результатов в контрольном тестировании непосредственно до начала гипоксического воздействия и на 15-ый день после его завершения показали достоверный прирост результатов в обеих группах испытуемых (p <0.05). Однако, сравнение дельт результатов показало достоверно больший прирост результата в экспериментальной группе, что согласуется со смещением кривой лактата и снижением частоты сердечных сокращений при выполнении тестирования.
Ключевые слова: гипоксия, плавание в ластах, подводные спорт, моноласт, плавание, фридайвинг, соревнование.
IMPROVING THE PERFORMANCE OF HIGHLY TRAINED UNDERWATER SWIMMERS
VIA INTERVAL HYPOXIC TRAINING
Research article
Saurov E.A.1' *, Morozov S.N.2
1 ORCID: 0000-0002-1825-0023;
2 ORCID: 0000-0002-1825-097X;
1 2 Russian State University of Physical Culture, Sports, Youth and Tourism, Moscow, Russia
* Corresponding author (saurov.ev[at]gmail.com)
Abstract
The objective of the research is to develop a method of interval hypoxic training that can lead to positive changes in the performance of highly trained underwater swimmers specializing in the 400m distance finswimming.
Methods: six highly trained swimmers participated in the experiment, divided equally into a control group and an experimental group. The study conducts a qualimetric analysis of the training load of the main training exercises. The experimental group performed respiration with a gas mixture with a reduced O2 content for four weeks. To assess the degree of hypoxic exposure, the study used pulse oximetry and the T-85 test. The evaluation of changes in the performance was performed through testing the 4x100m finswimming with a rest interval of 10 seconds, within which lactate and heart rate were measured. The changes between independent samples were compared using the nonparametric Mann-Whitney test at a significance level of 1%.
Results:
Comparing the results in the control test immediately before the start of hypoxic exposure and on the 15th day after its completion showed a significant increase in the results in both groups (p <0.05). However, after comparing the delta values of the results, the study showed a significantly greater increase in the result of the experimental group, which is consistent with a shift in the lactate curve and a decrease in heart rate during testing.
Keywords: hypoxia, finswimming, underwater sports, monofin, swimming, freediving, competition.
Введение
Наиболее распространенной дисциплиной подводного спорта является плавание в ластах, суть которой заключается в преодолении дистанций различной протяженности, используя моноласт или классические ласты для создания продвигающей силы в воде. При этом динамика спортивных результатов национальных и международных соревнований показывает, что мастерство пловцов-подводников продолжает совершенствоваться [1]. Дистанция 400м по праву считается наиболее требовательной, поскольку происходит в основном в зоне анаэробно -аэробного метаболизма в течение продолжительного времени (около 3-х минут на международном уровне). Актуальной проблемой является поиск новых методов и средств повышение специальной работоспособности высококвалифицированных пловцов-подводников, специализирующихся на этой дистанции.
В научно-методической литературе описана большая совокупность средств и методов, направленных на воспитание специальной выносливости спортсменов, специализирующихся на средних дистанциях (бег на 800м и 1500м, плавание на 200м и 400м, 1500м и 3000м в конькобежном спорте). Специалисты сходятся во мнении, что одним из наиболее эффективных методов повышение емкости анаэробного метаболизма является метод интервальной гипоксической тренировки [2].
Гипоксической воздействие, именуемое гипобарической гипоксией, возникает в условиях средне- и высокогорья из-за снижения парциального давления кислорода [2]. Данное воздействие включает целый ряд адаптационных перестроек в организме человека. Две наиболее значимых приспособительных реакции затрагивают систему транспорта кислорода и его утилизации [2], [3].
Схожий каскад приспособительных реакций может быть вызван физической нагрузкой. В фундаментальных работах зарубежных исследователей спортивной тренировки данный феномен назван «гипоксией нагрузки» [3]. Хотя «гипоксия нагрузки» вызвана иными факторами, механизм адаптации к ней неспецифичен [4]. Для повышения устойчивости организма к развитию состояния «гипоксии нагрузки», в научно-методической литературе встречаются рекомендации об эффективности интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) с помощью аппаратных методов [5], [6].
Благодаря этому в последние году отмечается повышенный интерес в практике спортивной подготовки к методу ИГТ. Есть свидетельства о том, что инновационные методы тренировки спортсменов, основанные на применении метода ИГТ, могут иметь большой потенциал для повышения тренировочной адаптации на физиологическом и биохимическом уровнях по сравнению с условиями гипобарической гипоксии. [7], [8], [9].
Однако до сих пор оставалось невыясненным, может ли метод ИГТ вызвать достоверно больший прирост специальной работоспособности по сравнению с обычным тренировочным планом высококвалифицированных подводников? В рамках данного исследования удалось получить ответ на этот вопрос и разработать методику ИГТ для подводников высокой квалификации.
Методы
Исследуемые субъекты
Исследования проводилось на базе сборной команды Красноярского Края по подводному спорту. Команда имеет продолжительную историю успешных выступлений на Всероссийских и международных стартах и состоит восемнадцати человек, шесть из которых стали испытуемыми в данном исследовании.
Критерием для включения в группу были следующие условия: стаж занятий более шести лет, спортивная квалификация КМС или выше, возраст восемнадцать лет или старше, допуск от спортивного врача к тренировочным занятиям и спортивным соревнованиям по виду спорта, отсутствие травм и заболеваний. Все участники подписали информированное согласие об участии в эксперименте. Антропометрические данные и квалификация группы указана в таблице 1 и соответствуют данным о высококвалифицированных пловцах-подводниках, имеющимся в научно -методическое литературе, что позволяет считать исследуемую выборку репрезентативной [10].
Таблица 1 — Антропометрические данные и спортивная квалификация группы высококвалифицированных
пловцов-подводников
Группа N Возраст, лет Длина тела, см Масса тела, кг Спорт. квалиф.
ИГТ 3 20.5 +/- 2.0 184.0 +/- 1.5 88.5 +/- 1.5 КМС - МСМК
Контрольная 3 24.0 +/- 2.0 184.5 +/- 4.5 87.5 +/- 1.0 КМС -ЗМС
Сбор данных
В течение проведения эксперимента обе группы испытуемых выполняли подготовку к участию в Кубке России по подводному спорту 2019 (г. Заречный, Свердловская область. Обе группы выполнили одинаковый объем тренировочной нагрузки в основных учебно-тренировочных занятиях предсоревновательного мезоцикла. Контроль за объемом и направленность тренировочной нагрузки основных тренировочных занятий в воде осуществлялся с помощью онлайн-дневников в онлайн-таблицах Google Sheets, к которому авторы исследования имели постоянный доступ. Дневники, заполненные спортсменами, сопоставлялись с тренировочными планами, предоставленными тренерским составом, после чего результаты заносились в протокол исследования.
Предсоревновательный мезоцикл состоял из четырех микроциклов; каждый микроцикл тренировок состоял из десяти тренировочных занятий в воде, средний объем недельной нагрузки составил 48.20 ± 1.20 среди ИГТ группы 49.60 ± 1.45 среди контрольной группы.
Более того, производился подсчет объема нагрузки в четырех тренировочных зонах, разделенных по принципу энергетического метаболизма, описанного в научно-методической литературе [10]. Данные (таблица 2) говорят о том, что достоверных различий в объемах аэробной нагрузки, смешанной и анаэробной алактатной не было достоверных различий, однако, наблюдается достоверное различие в объеме нагрузки гликолитической анаэробной направленности (P>0.05).
Таблица 2 — Объем и направленность основных тренировочных занятий в предсоревновательном мезоцикле ИГТ _и контрольной группы высококвалифицированных подводников_
Направленность тренировок ИГТ группа Контрольная группа Значимость
Общий объем тренировок в недельном микроцикле, км 48.20 ± 1.20 49.60 ± 1.45 P > 0.05
Аэробной направленности, км 18.20 ± 1.24 19.50 ± 1.30 P > 0.05
Смешанной направленности, км 26.90 ± 1.29 25.90 ± 1.21 P > 0.05
Гликолитической анаэробной направленности, км 2.60 ± 0.10 3.60 ± 0.10 P < 0.05
Алактатной аэробной направленности, км 0.50 ± 0.10 0.60 ± 0.10 P > 0.05
Метод аппаратной гипоксической тренировки
Спортсмены экспериментальной группы ежедневно выполняли интервальную гипоксическую тренировку в покое в течение четырех недель. Для дыхания использовался прогрессионный дыхательный протокол, приведенный в таблице 3. Данный протокол описан в научной литературе и апробирован на высокотренированных велосипедистах, лыжниках и конькобежцах [7], [8], [9].
Таблица 3 —Протокол интервальной гипоксической тренировки в покое
Гипоксическая нагрузка Соотношение нагрузки и отдыха Объем и интенсивность
Нагрузка, мин Отдых, мин Количество подходов, раз Граница SaO2, %
1 неделя 1 0,5 30 88
2 неделя 2 1 20 85
3 неделя 5 2,5 10 82
4 неделя 10 5 5 80
Для дыхания использовалась дыхательная смесь с 10% содержание кислорода во время «гипоксической» нагрузки, атмосферный воздух использовался для дыхания во время интервалов отдыха.
Во время гипоксического воздействия спортсмен находился в положении сидя или лежа в состоянии покоя, надев на лицо дыхательную герметичную маску, подключенную через соединительные трубки и гофра-мешки с аппаратом-гипоксикатором.
Также, непрерывно осуществлялся контроль показателей частоты сердечных сокращений спортсмена и оксигенации крови с помощью пульсоксиметра Hypoxico Pulse-Oximeter (USA).
Тестирование специальной работоспособности 4х100м плавание в ластах (¡=10с)
В практике спортивной подготовки высококвалифицированных пловцов и пловцов-подводников существенный разброс индивидуальных показателей спортивной работоспособности в течение сезона подготовки. Для определения уровня подготовленности и предсказания соревновательного результата используется тестирование специальной работоспособности, которое представляет собой разбитую на более короткие отрезки соревновательную дистанцию, проплываемые с соревновательной скоростью. Интервалы отдыха могут варьироваться в диапазоне от 5 до 30 секунд, в зависимости от дистанции. Для определения уровня специальной работоспособности производится суммирование интервалов (без интервалов отдыха) — полученное время используется для предсказания уровня спортивного результата предстоящих соревнований [11].
В источниках научно-методической литературы имеются данные о том, что при напряженных интервалах отдыха (менее 30 сек) не происходит восстановления энергетических субстратов и избавления от продуктов метаболизма, вызывающих утомление. Следовательно, способность поддерживать высокую среднюю скорость плавания на протяжении всех отрезков тестирования говорит о способности спортсмена поддерживать высокую скорость плавания при условии схожей по физиологическим показателям соревновательной нагрузки (400м) [12].
До начала и через 14 дней после окончания эксперимента испытуемые контрольной (n=3) и экспериментальной (n=3) групп были подвергнуты испытаниям в специальном контрольном тестировании 4х100 м плавание в ластах с интервалом отдыха 10 с. Такой протокол специфического тестирования описан в научно-методической литературе, и результат в данном тестировании имеет высокую корреляцию с спортивным результатом на дистанции 400м плавание в ластах (r = 0.89). На основе результатов в данном тестировании был сделан вывод о приросте специальной физической работоспособности экспериментальной и контрольных групп [13].
Статистический анализ
Обработка и анализ данных осуществлялись с помощью традиционных методов математической статистики и программного пакета pandas, numpy, matplotlib, plotly, simple models и seaborn программного языка Python 3.7, которые получили широкое распространение в современных научных публикациях зарубежных авторов, изучающих данную проблематику [10], [11], [12].
Данные из спортивного дневника спортсменов импортировались в формате . csv, после чего были конвертированы в формат pandas DataFrame для обработки данных.
Для анализа значимости изменений результатов соревновательного упражнения плавание в ластах на дистанции 400м использовался анализ дельт значений с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни, который представляет собой непараметрический аналог Места Стьюдента для независимых выборок и применяется в случае, когда выборка состоит менее, чем из 20 испытуемых.
Результаты
Целью исследования была разработка методики ИГТ для высококвалифицированных подводников, специализирующихся на дистанции 400м плавание в ластах. Результаты контрольного тестирования приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Результаты пловцов в контрольном тестировании 4х100 м до и после эксперимента
4х100 Контрольная группа(n=3) Экспериментальная группа (n=3)
i - 10'' До После До После
£, сек 196.30 +/- 2.10 195.50 +/- 1.90 196.10 +/- 2.98 193.05 +/- 2.90
Д, сек 0.4 ± 0.2 3.05 ± 0.08
Д, % 0.72 +/- 0.59 % 1.55 +/- 0.05%
ЧСС, уд/мин 161.6 ± 9.5 159.4 ± 9.1 161.9 ± 9.5 153.8 ± 7.5
Д уд/мин 1.2 ± 0.4 7.1 ± 2.0
La, ммоль/л 8,76 ± 3.1 8.66 ± 3.3 8.78 ± 3.3 8.35 ± 3.1
Д ммоль/л 0.10 ± 0.20 0.43 ± 0.2
Как видно из таблицы, результаты обеих групп: контрольной и экспериментальной — отмечены приростом специальной работоспособности по сравнению с тестом до гипоксического воздействия.
Оценка достоверности различий прироста показателей контрольного теста, ЧСС и лактата была произведена с помощью расчета критерия Манна-Уитни. Обнаружены достоверные различия между приростами результатов в ИГТ и контрольной группе при уровне значимости 1.
Обсуждение
В данном исследовании высококвалифицированные пловцы—подводники экспериментальной группы подвергались воздействию гипоксической гипоксии с помощью ИГТ, тем самым увеличивая тренировочный эффект основного учебно-тренировочного занятия. Результатом данного воздействия являлось достоверное большее улучшение проплывания контрольного тестирования 4х100м с интервалом отдыха 10 сек по сравнению с контрольной группой (p <0.01).
Это говорит о том, что физиологическое воздействие тренировочных занятий в совокупности с гипоксическим воздействием давало большие адаптационный эффект в сравнении с выполнением лишь тренировочных занятий.
Следовательно, достоверно больший прирост результатов среди спортсменов экспериментальной группы можно объяснить повышением устойчивости к гипоксии благодаря применению гипоксических тренировок вне основного тренировочного занятия, так как объем и направленность выполненных спортсменами обеих групп тренировочных нагрузок были одинаковыми (p >0.05).
Это позволяет сделать вывод о том, что методика ИГТ, разработанная в данном исследовании и приведенная в таблице 3, может быть рекомендована для повышения специальной работоспособности высококвалифицированных пловцов-подводников, специализирующихся на дистанции 400м.
Однако, в данном исследовании не была произведена оценка изменений соревновательного результата спортсменов после прохождения эксперимента. Как изменился бы результат собственно-соревновательной деятельности после мезоцикла, в котором помимо прочего применялось нормобарическое гипоксическое воздействие по разработанной в данном исследовании методике? Носит ли данное изменение статистически достоверных характер? Дальнейшие исследования по предмету ИГТ в спортивной деятельности высококвалифицированных подводников должны быть направлены на поиск ответов на поставленные вопросы.
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Список литературы / References
1. Luks AM Acute high-altitude sickness / AM Luks, ER Swenson, P. Bartsch // European respiratory review : an official journal of the European Respiratory Society. 2017;26(143).
2. Richalet JP Physiological risk factors for severe high-altitude illness: a prospective cohort study / Richalet JP, Larmignat P, Poitrine E, Letournel M, Canoui-Poitrine F. // Am J Respir Crit Care Med. 2012;185(2):192-198.
3. Luks AM. Clinician's corner: What do we know about safe ascent rates at high altitude? / AM. Luks //High Alt Med Biol. 2012;13(3):147-152.
4. Oelz O. Physiological profile of world-class high-altitude climbers / Oelz O, Howald H, Di Prampero PE, et al. // Journal of Applied Physiology. 1986;60(5):1734-1742.
5. Faiss R. Responses to exercise in normobaric hypoxia: comparison of elite and recreational ski mountaineers / Faiss R, von Orelli C, Deriaz O, Millet GP. // Int J Sports Physiol Perform. 2014;9(6):978-984.
6. Millet GP Point: Hypobaric hypoxia induces different physiological responses from normobaric hypoxia / Millet GP, Faiss R, Pialoux V. // Journal of applied physiology. 2012;112(10):1783-1784.
7. Millet GP Evidence for differences between hypobaric and normobaric hypoxia is conclusive / Millet GP, Faiss R, Pialoux V. // Exerc Sport Sci Rev. 2013;41(2):133.
8. Fulco CS Effectiveness of preacclimatization strategies for high- altitude exposure / Fulco CS, Beidleman BA, Muza SR. // Exerc Sport Sci Rev. 2013;41(1):55-63.
9. Zoll J. Exercise training in normobaric hypoxia in endurance runners. III. Muscular adjustments of selected gene transcripts / Zoll J, Ponsot E, Dufour S, et al. //J Appl Physiol. 2006;100(4):1258-1266.
10. Brocherie F. Repeated maximal- intensity hypoxic exercise superimposed to hypoxic residence boosts skeletal muscle transcriptional responses in elite team-sport athletes / Brocherie F, Millet GP, D'Hulst G, Van Thienen R, Deldicque L, Girard O. // Acta Physiol (Oxf). 2018;222(1).
11. Jornet K. How do I train again and again / K. Jornet. 2017. Published. - [Electronic resource]. - URL: https://stories.kilianjornet.cat/uploads/files/How_Do_I_train_ENG.pdf. (accessed 13.01.2021)
12. Solli GS The Training Characteristics of the World's Most Successful Female Cross-Country Skier / Solli GS, Tonnessen E, Sandbakk O. // Frontiers in physiology. 2017;8:1069.
13. Richalet J.P. Use of a hypobaric chamber for pre-acclimatization before climbing Mount Everest / Richalet JP, Bittel J, Herry JP, et al. // International journal of sports medicine. 1992;13 Suppl 1:216-220.
