CC BY
9УДК: 769/799+612.014.4+612.1+612.017.2+616-071 DOI : 10.37279/2224-6444-2020-10-1-5-10
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВАРИАТИВНОСТИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ У СПОРТСМЕНОВ РАЗЛИЧНЫХ БИОРИТМОТИПОВ
Пархоменко А. И., Мороз Г. А.
Кафедра лечебной физкультуры и спортивной медицины, физиотерапии с курсом физического воспитания, Медицинская академия имени С.И. Георгиевского ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», 295051, бульвар Ленина, 5/7, Симферополь, Россия.
Для корреспонденции: Мороз Геннадий Александрович, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой лечебной физкультуры и спортивной медицины, физиотерапии с курсом физического воспитания, Медицинская академия имени С.И. Георгиевского, ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского», e-mail: moroz062@yandex.ru
For correspondence: Moroz Gennady, M.D., Professor, Head of the Department of Medical physical culture, Sports medicine and Physiotherapy with a course of Physical training Medical Academy named after S.I. Georgievsky of Vernadsky CFU, e-mail: moroz062@yandex.ru
Information about authors:
Parkhomenko A. I., http://orcid.org/0000-0001-8793-8170 Moroz G. A., http://orcid.org/0000-0001-7145-6564
РЕЗЮМЕ
Изучали вариативность физической работоспособности у представителей различных биоритмотипов в разное время суток. Выявлено, что экономичность метаболических систем в часы функционального оптимума позволяет выполнить большие по объему и мощности физические нагрузки, что свидетельствует о большей эффективности механической работы в соответствующий промежуток времени. Учет этих обстоятельств при планировании тренировочных нагрузок позволяет избежать эффекта перетренированности и привести к повышению общего уровня физической работоспособности.
Ключевые слова: физическая работоспособность, биоритмотип, спортсмены
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE PHYSICAL PERFORMANCE VARIABILITY IN ATHLETES OF DIFFERENT BIORHYTHMOTYPES
Parkhomenko A. I., Moroz G. A.
Medical Academy named after S.I. Georgievsky of Vernadsky CFU, Simferopol, Russia
SUMMARY
The variability of physical performance in representatives of various biorhythmotypes at different times of the day was studied. It has been revealed that the efficiency of metabolic systems during hours of functional optimum makes it possible to carry out large (by volume and power) physical loads, which indicates greater efficiency of mechanical work in the corresponding period. Taking these circumstances into account, planning of training loads avoids the effect of overtraining and leads to an increase in the overall level of physical performance.
Key words: physical performance, biorhythmotype, athletes
Выявление и изучение внутренних резервов организма человека для повышения его психофизической работоспособности является одной из важнейших задач современной физиологии труда и спортивной физиологии, в частности. Многочисленными работами показано, что одним из способов повышения внутренних резервов организма является использование хронофизиологической оценки деятельности различных органов и систем, важнейшей характеристикой временной организации которых является циркадианная ритмика [1]. Околосуточная периодика функциональной активности обнаружена на уровне образований центральной нервной системы [2], различных отделов вегетативной нервной системы [3]. На основании имеющихся данных о типологических
особенностях системной и общей активности, а также структуры целостного поведения в зависимости от времени суток, у человека были выявлены индивидуальные функциональные группы: лица с преобладающей активностью в утреннее время - утренний биоритмотип (УБ-тип), в вечернее время - вечерний биоритмотип (ВБ-тип) и без выраженных изменений в течение суток - аритмический тип (АР-тип). Важное значение имеют развиваемые представления о том, что изменение структуры индивидуальных биоритмотипов объективно отражает состояние регуляторных процессов организма и являются наиболее ранними доклиническими проявлениями предпатологического состояния [4], что определяет актуальность биоритмологии в системе врачебного контроля.
Учет особенностей индивидуального хро-нобиологического профиля значительно повышает эффективность производственной и, в частности, спортивной деятельности. Исследование физической и спортивной работоспособности с учетом биоритмотипа человек предполагает выяснение физиологических механизмов реализации циркадианной ритмики основных гомеостатических систем и организма в целом. Выяснение последних открывает возможности целенаправленного управления тренировочным процессом, оптимизации восстановительных реакций, ускорению функциональной и спортивной реабилитации в повышении уровня здоровья в целом.
Одним из подходов к выявлению механизмов индивидуальной вариабельности психофизической работоспособности на протяжении суток является изучение реакции гомеоста-тических систем у лиц разных биоритмоти-пов в условиях стрессовой нагрузки. Как известно, стресс-нагрузка обостряет физиологические реакции организма на любое, в т.ч. и слабое, воздействие экзо- или эндогенного характера [5], которым и является сумма потоков разно модальных сигналов, определяющая циркадианный профиль активности.
На основании изложенного логично предположить, что физическая работоспособность, одним из лимитирующих факторов которой являются компенсаторные возможности гомеостати-ческих систем, будет существенно варьировать у лиц разных биоритмотипов в разное время суток.
Цель настоящей работы заключалась в выявлении вариативности физической работоспособности у представителей разных биорит-мотипов в разное время суток, а также оценка эффективности и экономичности механической работы с точки зрения адаптации гомеостатиче-ских систем крови.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В настоящем исследовании принимали участие 11 юношей добровольцев в возрасте 1727 лет, имеющих квалификацию от 1 разряда до мастера спорта международного класса.
Основываясь на цели настоящего исследования, для выявления характерных особенностей адаптации системы крови к физическим нагрузкам между биоритмотипами, было проведено анкетирование по модифицированным анкетам Остберга [6]. Для повышения точности типовой идентификации использовался объективный тест [7]. На основании совпадения субъективной и объективной оценки, спортсмены были разделены на 3 группы: 5 человек - утренний биоритмотип (УБ-тип), 4 человека - вечерний
биоритмотип (ВБ-тип) и 2 человека - аритмический тип (АР-тип). Испытуемые всех трех групп выполняли предельно-нестандартную ступенчато-повышающую аэробно-анаэробную нагрузку (А утро^А вечер), приводящую организм к пограничному состоянию между нормой и патологией [8; 9]. Нагрузка (А утро^А вечер) лимитировалась индивидуальным самочувствием.
Стартовая нагрузка педалирования соответствовала 1 Вт на 1 кг веса. Через каждые три минуты мощность нагрузки увеличивали на 25 Вт. Останавливали нагрузочный тест, когда испытуемый был не в состоянии поддерживать необходимый ритм педалирования. Проба проводилась утром (с 8 до 12 часов) и через 2-3 суток вечером (с 16 до 20 часов) для более полного восстановления и во избежание эффекта суперкомпенсации. В покое и после нагрузки фиксировали показатели кислотно-щелочного равновесия (КЩР) крови по методу Аструпа в модификации Зиггард-Андерсена при помощи микроанализатора ОР-210/3. Определяли параметры КЩР: рН - отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода; ВЕ -дефицит буферных оснований; ВВ - сумма буферных оснований; АВ - актуальный бикарбонат; 8Б - стандартный бикарбонат; 1со2 - общий СО2 в крови, складывающийся из суммы физически растворенного и химически связанного; Рсо2 - парциальное давление СО2 в плазме.
Статистическую обработку данных производили при помощи пакета программ «Statgrafics». Используя критерий Колмогорова-Смирнова, оценивали соответствие распределения значений нормальному закону, и применяли непараметрический и-критерий Манна-Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Полученные данные позволяют полагать, что наиболее информативным для выявления пиков экономичности и эффективности механической работы является не выраженное ацидотическое или алкалозное смещение параметров КЩР относительно средне группового (при взятии анализов у случайной выборки испытуемых в один временной промежуток), а амплитуда сдвига показателей у одного и того же лица в разное время суток [10]. Из всей массы проанализированных параметров, большей информативной и «разрешающей способностью» обладает дефицит буферных оснований (ВЕ), как показатель работы буферных систем и их компенсаторных механизмов, косвенно определяющий количество кислот, на нейтрализацию которых затрачено суммарное количество щелочных ингредиентов. В то же время вариативность других
параметров, характеризующих изменения при стандартных условиях, носят частный характер.
При сравнении параметров КЩР, зарегистрированном в состоянии покоя при утреннем обследовании ВЕ у лиц УБ-типа составил +2,0±1,6 мэкв/л, ВБ-типа +2,8±1,4 мэкв/л, АР-типа +2,7±1,2 мэкв/л. При выполнении предельно-нестандартной нагрузки в те же времен-
ные промежутки, мощность выполненной работы составила у УБ-типа - 3013,4±43,7 Вт, ВБ-типа - 2432,5±54,8 Вт, АР-типа - 3238,5±29,6 Вт, буферные основания затратили щелочные ингредиенты на нейтрализацию продуктов окисления и изменились до -11,5±2,3 мэкв/л, -13,7±5,5 мэкв/л, -10,8 мэкв/л соответственно
(таблица 1).
Таблица 1
Показатели кислотно-щелочного равновесия (^±Sx) у лиц различных биоритмотипов при выполнении предельно-нестандартных физических нагрузок в разное время суток
Показатели УБ-тип (n=5) ВБ-тип (n=4) АР-тип (n=2)
В покое (интервал времени: 8.00-12.00 часов)
рН (ед.) 7,396 ± 0,016 7,389 ± 0,031 7,405 ± 0,931
ВЕ (мэкв/л) + 2,0 ± 1,6 + 2,8 ± 1,4 + 2,7 ± 1,2
ВВ (мэкв/л) 49,8 ± 2,1 50,4 ± 1,3 50,7 ± 1,2
АВ (мэкв/л) 27,0 ± 1,8 28,3 ± 1,3 27,8 ± 2,8
SB (мэкв/л) 24,1 ± 1,0 23,7 ± 1,7 24,7 ± 0,8
Tco2 (мм рт. ст.) 28,3 ± 1,9 29,7 ± 1,4 29,1 ± 4,4
Рсо2 (мм рт. ст.) 44,5 ± 1,6 47,3 ± 3,8 44,9 ± 4,4
После нагрузки (интервал времени: 8.00-12.00 часов)
А (Вт) 3183,4 ± 43,7 2432,5 ± 54,8 3238,5 ± 29,6
рН (ед.) 7,242 ± 0,048 7,175 ± 0,086 7,267 ± 0,730
ВЕ (мэкв/л) - 11,5 ± 2,3 -13,7 ± 5,5 - 10,8 ± 1,8
ВВ (мэкв/л) 36,6 ± 3,7 31,7 ± 4,4 37,4 ± 1,6
АВ (мэкв/л) 14,8 ± 2,9 14,3 ± 3,8 14,8 ± 1,8
SB (мэкв/л) 16,8 ± 2,0 14,3 ± 2,9 17,6 ± 0,3
Tco2 (мм рт. ст.) 28,3 ± 1,9 29,7 ± 1,4 29,1 ± 4,4
Рсо2 (мм рт. ст.) 35,3 ± 5,5 39,6 ± 4,2 44,9 ± 4,4
В покое (интервал времени: 16.00-20.00 часов)
рН (ед.) 7,394 ± 0,025 7,396 ± 0,031 7,387 ± 0,051
ВЕ (мэкв/л) + 1,0 ± 1,0 + 3,4 ± 1,1 + 1,5 ± 1,9
ВВ (мэкв/л) 39,9 ± 9,2 50,9 ± 1,3 49,1 ± 1,4
АВ (мэкв/л) 25,7 ± 1,5 28,9 ± 1,5 26,6 ± 1,2
SB (мэкв/л) 24,0 ± 6,4 24,4 ± 1,8 23,7 ± 2,8
Tco2 (мм рт. ст.) 29,9 ± 1,9 30,2 ± 1,7 28,0 ± 1,0
Рсо2 (мм рт. ст.) 42,8 ± 2,5 47,9 ± 5,0 45,1 ± 3,2
После нагрузки (интервал времени: 16.00-20.00 часов)
А (Вт) 3095,0 ± 23,1 2841,3 ± 33,8 3775,6 ± 27,3
рН (ед.) 7,205 ± 0,052 7,187 ± 0,102 7,240 ± 0,001
ВЕ (мэкв/л) - 13,2 ± 3,0 - 12,6 ± 5,2 - 13,5 ± 1,5
ВВ (мэкв/л) 35,1 ± 3,7 35,6 ± 4,8 33,5 ± 0,9
АВ (мэкв/л) 13,9 ± 1,9 15,7 ± 2,9 12,4 ± 1,2
SB (мэкв/л) 15,3 ± 1,5 14,8 ± 3,2 16,5 ± 0,6
Tco2 (мм рт. ст.) 15,0 ± 6,4 16,9 ± 2,9 13,6 ± 1,6
Рсо2 (мм рт. ст.) 36,6 ± 4,1 42,1 ± 6,4 30,3 ± 1,8
2020, т. 10, № 1
При вечернем обследовании в состоянии покоя ВЕ составил: у лиц УБ-типа +1,0±1,0 мэкв/л, ВБ-типа +3,4±1,1 мэкв/л, АР-типа +1,5± 1,9 мэкв/л. После нагрузки мощность выполненной работы составила 3095,0±23,1 Вт, 2841,3±33,8 Вт, 3775,6±27,3 Вт. ВЕ изменился до -13,2±3,0 мэкв/л, -12,6±5,2 мэкв/л, -13,5±1,5 мэкв/л соответственно.
Как показано в таблице 1, выявлены различия вариабельности параметров КЩР по отношению
к состоянию покоя в один и тот же временной промежуток. У лиц УБ-типа они менее подвержены изменениям в утреннее время, у ВБ-типа -в вечернее время, у лиц АР-типа - относительно одинаковы в тестируемые периоды суток.
Итогом выявленных различий в адаптации организма к физической нагрузке явилась различная работоспособность «до предела» у лиц разных биоритмотипов в разное время суток (таблица 2).
Таблица 2
Показатели «биологической цены» физической нагрузки у лиц различных биоритмотипов при выполнении предельно-нестандартной велоэргометрической пробы в разное время суток
Показатели Биоритмотипы
УБ-тип (п=5) ВБ-тип (п=4) АР-тип (п=2)
Интервал времени: 8.00-12.00 часов
А (ВТ) 3183,4 ± 43,7 2433,5 ± 54,8 3233,5 ± 29,6
ВЕ (покой/нагрузка) 12,4 ± 3,3 16,5 ± 5,5 13,4 ± 1,8
А/ВЕ (покой/нагрузка) 257,0 147,9 241,3
Интервал времени: 16.00-20.00 часов
А (ВТ) 3095,4 ± 23,1 2841,5 ± 33,8 3775,5 ± 27,3
ВЕ (покой/нагрузка) 14,2 ± 3,0 16,0 ± 5,2 14,9 ± 1,5
А/ВЕ (покой/нагрузка) 218,0 178,1 252,5
А/ДВЕ (покой/нагрузка) + 390 - 30,2 - 11,5
% изменений к показателям - утро + 15,2 % - 20,4 % - 4,8 %
В группе УБ-типа средняя работоспособность в утреннее время составила 3183,4±43,7 Вт, а в вечернее время 3095,4±23,1 Вт (р<0,01), что свидетельствует о большей работоспособности лиц утреннего биоритмотипа в часы функционального оптимума. Следует отметить, что т.н. «биологическая цена» нагрузки (т.е., как известно, количество выполненной работы на единицу сдвига гомеостатического параметра), выполненной утром, существенно меньше, чем в вечерние часы, т.к. на единицу сдвига ВЕ утром приходится в среднем, на 15,2% больше механической работы. Таким образом, в период функционального оптимума, вероятно, физическая нагрузка осуществляется с большим участием кислородного энергообеспечения (меньший сдвиг показателей в кислую сторону (таблица 1).
У испытуемых ВБ-типа средний показатель велоэргометрической работы утром составил 2433,5±54,8 Вт, а вечером - 2841,5±33,8 Вт, что существенно (р<0,01) больше вечером, чем утром. При этом вечером на единицу сдвига параметра КЩР приходится на 20,4% больше механической работы, чем в утреннее время. Вероятно, наибольшая физическая работоспособ-
ность, наряду с ее эффективностью и экономичностью (меньший сдвиг параметра КЩР на 1 Вт) у лиц ВБ-типа наблюдается в вечернее время.
У лиц АР-типа средняя величина выполненной работы утром превышала на 1,6% работоспособность УБ-типа и на 24,7% ВБ-типа, а вечером, соответственно, на 18,0% и 24,7. Это объясняется особенностями выборки испытуемых. В группу АР-типа входили лица, имеющие высокую спортивную квалификацию: мастер спорта международного класса по бейсболу и легкоатлет, мастер спорта по лыжному спорту. Однако, средняя величина предельной работы утром составила 3233,5±29,6 Вт, а вечером - 3775,5±27,3 Вт, что при п=2 не показало существенных различий. «Биологическая цена» 1 Вт велоэргометриче-ской нагрузки в основном существенно не различалась в утреннее и вечернее время и ее вариабельность составила 4,8%. Интересно отметить, что наряду с относительно ровными показателями КЩР в течение суток у АР-типа утром сдвиг параметров несколько больше, чем у УБ-типа, а вечером - больше чем у ВБ-типа. Это, вероятно, свидетельствует, об отсутствии времени, выраженного «функционального оптимума».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из вышеизложенного следует, что величина отношения объема выполненной работы к дефициту буферных оснований (А/ВЕ) позволяет определить степень сопряженности между метаболическими процессами и эффективностью механической работы. Увеличение этого показателя свидетельствует о том, что больший объем физической работы приходится на единицу сдвига в метаболических процессах. Такая зависимость у лиц разных биоритмоти-пов имеет место в часы их функционального оптимума: у лиц УБ-типа существенно больше в утреннее время, у ВБ-типа - в вечернее время, у АР-типа без достоверных различий в утреннее и вечернее время. При этом наблюдается большая эффективность и экономичность адаптации гомеостатических систем крови (меньшая «биологическая цена») в соответствующее время. Предлагается учитывать максимальные и минимальные пики экономичности метаболических систем при планировании максимальных тренировочных нагрузок для профилактики перетренированности, для повышения общего уровня работоспособности.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors have no conflict of interests to declare.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федорова О. И., Лепендин А. А., Кривощеков С. Г. Спектральный анализ ритмов вегетативных функций ультрадианного и циркадного диапазонов у людей в субэкстремальных условиях среды. Экология человека. 2011;(1):19-27.
2. Труфакин В. А., Кривощеков С. Г., Шурлыгина А. В., Пасынкова Н. Р. Биологические аспекты экологии человека. Новости медико-биологических наук. 2005; (1):116-122.
3. Аптикаева О. И., Гамбурцев А. Г., Степанова С. И., Галичий В. А. Использование биоритмологического опыта при прогнозировании состояния биологических и геодинамических систем. Геофизические процессы и биосфера. 2008;7 (1):32-52.
4. Комаров Ф. И., Рапопорт С. И., Малиевская Н. К. Суточные ритмы в клинике внутренних болезней. Клиническая медицина. 2005;83(8):8-12.
5. Ежов С. Н., Кривощеков С. Г. Хронорезистент-ность, биоритмы и функциональные резервы организма в фазах десинхроноза при временной адаптации. Бюл. Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2004;24 (4):77-83.
6. Пархоменко А.И., Мороз Г.А. Влияние тракци-онной миорелаксации в области мезодермальных рефлексогенных зон С3-ТИ8 на механизмы регуляции
центрального кровообращения. Таврический медико-биологический вестник. 2016;(1):65-69.
7. Пархоменко А. И., Сышко Д. В., Мельниченко Е. В., Ширяев В. В., Грабовская Е. Ю., Темурьянц Н. А. Способ определения суточного биоритмотипа. Патент Украины 20933 А. Опубл.07.101997. Бюл.3.
8. Аптикаева О. И., Степанова С. И. Суточные ритмы организма человека в условиях 72-часового непрерывного бодрствования. Геофизические процессы и биосфера. 2008;(3):55-62.
9. Комаров Ф. И., Рапопорт С. И., Бреус Е. Л., Чибисов С. М. Десинхронизация биологических ритмов как ответ на воздействие факторов внешней среды. Клиническая медицина. 2017;(6):502-512.
10. Пархоменко А. И., Мороз Г. А. Биохимические особенности адаптации системы крови к физической нагрузке у спортсменов разных биоритмотипов.Крым-ский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2018;8 (2):54-59.
REFERENCES
1. Fedorova O. I., Lependin A. A., Krivoshchekov S. G. Spectral analysis of the rhythms of the vegetative functions of the ultradian and circadian ranges in people in sub-extreme environmental conditions. Human ecology. 2011;(1):19-27. (In Russ)
2. Trufakin V. A., Krivoshchekov S. G., Shurlygina A. V., Pasynkova N. R. Biological aspects of human ecology. News of biomedical sciences. 2005;(1).116-122. (In Russ)
3. Aptikaeva O. I., Gamburtsev A. G., Stepanova S. I., Galichiy V. A. Using of biorhythmic experience in predicting the state of biological and geodynamic systems. Geophysical processes and biosphere. 2008;7(1):32-52. (In Russ)
4. Komarov F. I., Rapoport S. I., Malievskaya N. K. Diurnal rhythms in the clinic of internal diseases. Clinical medicine. 2005;83(8):8-12. (In Russ)
5. Ezhov S. N., Krivoshchekov S. G. Chronoresistance, biorhythms and functional reserves of the body in the phases of desynchronosis with temporary adaptation. Bul. of Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences. 2004;24(4):77-83. (In Russ)
6. Parkhomenko A. I., Moroz G. A. Influence of traction myorelaxation in the mesodermal C3-Th8 reflex zones on the mechanisms of the central circulatory regulation. Tavricheskiy mediko-biologicheskiy vestnik. 2016;(1):65-69. (In Russ)
7. Aptikaeva O. I., Stepanova S. I. Daily rhythms of the human body in a 72-hour continuous wakefulness. Geophysical Processes and Biosphere. 2008;(3):55-62. (In Russ)
8. Parkhomenko A. I., Syshko D. V., Melnichenko E. V., Shiryaev V. V., Grabovskaya E. Yu., Temurjants N. A. Method of determining the daily biorhythmotype. Patent of Ukraine 20933 A, 07.10.1997. Bul.3. (In Russ)
2020, т. 10, № 1
9. Komarov F. I., Rapoport S. I., Breus Tamara K., Chibisov S. M. Desynchronization of biological rhythms in response to environmental factors. Clinical Medicine. 2017;(6):502-512. (In Russ)
10. Parkhomenko A. I., Moroz G. A. Biochemical features of the blood system adaptation to physical activity in athletes of different biorhythmotypes. Crimea Journal of Experimental and Clinical Medicine. 2018;8(2):54-59. (In Russ)
