CC BY
11ВЛИЯНИЕ ОДНОКРАТНОГО И МНОГОКРАТНОГО ГИПОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВО ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ АНАЭРОБНОЙ РАБОТЫ И В ПЕРИОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ У СПОРТСМЕНОВ-ПЛОВЦОВ
УДК/UDC 796.03
Информация для связи с автором: ritta7@mail.ru
Поступила в редакцию 25.11.2021 г.
Доктор биологических наук, профессор Р.В. Тамбовцева1 Кандидат педагогических наук, доцент Ю.Л. Войтенко1 Кандидат педагогических наук, доцент А.И. Лаптев1 Е.В. Плетнева1
1Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК), Москва
THE INFLUENCE OF SiNGLE AND MULTiPLE HYPOXIC EFFECTS ON PHYSIOLOGICAL PARAMETERS DURING ANAEROBIC WORK AND DURING THE RECOVERY PERIOD IN ATHLETES-SWIMMERS
Dr. Biol., Professor R.V. Tambovtseva1 PhD, Associate Professor Yu.L. Voytenko1 PhD, Associate Professor A.I. Laptev1 E.V. Pletneva1
1 Russian State University of Physical Education, Sports, Youth and Tourism (SCOLIPE), Moscow
Аннотация
Цель исследования - изучение динамики различных физиологических показателей при выполнении работы в анаэробной зоне мощности при однократном и многократном гипоксическом воздействии. Методика и организация исследования. В настоящем научном наблюдении принимали участие высококвалифицированные спортсмены-пловцы, которые троекратно выполняли Вингейт-тест. Исследовались следующие
W ,, W , К
Abstract
Objective of the study was to study of the dynamics of various physiological parameters when performing work in the anaerobic power zone under single and repeated hypoxic exposure.
Methods and structure of the study. In this scientific observation, highly qualified swimmers took part, who performed the Wingate test three times. The following
, W„,, W ,. , К ,
физиологические параметры: Мо6щ, ЧСС, HLa. щ
Результаты исследования и выводы. Показано, что однократное и многократное гипоксическое воздействие на организм спортсменов вызывает неодинаковую адаптивную реакцию на динамику физиологических и биохимических параметров, что в первую очередь связано с индивидуальной переносимостью и устойчивостью к гипоксическому стрессу и скоростью восстановления функциональных систем после влияния негативных факторов. Выявляется большое индивидуальное разнообразие реакций и устойчивость организма к гипоксии.
Ключевые слова: спортсмены-пловцы, работоспособность, гипоксическое воздействие, анаэробная работа, восстановление.
■ w« VC02 ^
physiological parameters were studied: Wtot., VE/VO2, HR, HLa.
Results and conclusions. It has been shown that a single and multiple hypoxic effect on the body of athletes causes an unequal adaptive response to the dynamics of physiological and biochemical parameters, which is primarily associated with individual tolerance and resistance to hypoxic stress and the rate of recovery of functional systems after the influence of negative factors. A large individual variety of reactions and resistance of the organism to hypoxia are revealed.
Keywords: swimmers, working capacity, hypoxic effect, anaerobic work, recovery.
Введение. В настоящее время поиск новых методов и средств с целью повышения спортивной работоспособности, спортивного долголетия и сохранения здоровья спортсменов является наиболее важной задачей в спорте высших достижений. Наиболее актуальным является изучение вопросов адаптации к различным неблагоприятным внутренним и внешним факторам и связанных с ними метаболических сдвигов, которые происходят во время выполнения физических нагрузок. Гипоксия всегда сопровождает функциональную активность [1-3]. В результате острой или хронической
гипоксии наступает дискоординация в работе многих функциональных систем [2, 4]. Переход организма на экономное расходование кислорода и субстратов биологического окисления является основой адаптации к этому неблагоприятному фактору.
Борьба за кислород и адаптация к гипоксии вызывает мощные метаболические изменения в организме, в результате чего увеличивается кислородная емкость, активность цитохромоксидазы, повышается уровень креатинфосфата и активность системы гликолиза, возрастает процент ути-
лизации кислорода и анаэробные возможности ресинтеза АТФ, что приводит к увеличению функциональных возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма [2, 5-7]. Умелое сочетание наиболее эффективных методов гипоксии с физическими нагрузками, выполняемых в различных зонах мощности, поможет наиболее рационально и результативно проводить тренировочный процесс в спорте высших достижений.
Цель исследования - оценить влияние однократного и многократного гипоксического воздействия на динамику эргометрических и физиологических показателей во время анаэробной работы и в период восстановления.
Методика и организация исследования. Настоящее научное наблюдение проводилось в НИИ Спорта и Спортивной медицины (РГУФКСМиТ). В работе участвовали действующие высококвалифицированные спортсмены-пловцы в составе 23 человек. На момент эксперимента спортсмены были осмотрены врачом, были здоровы, получили разрешение на участие в эксперименте и дали информированное согласие. Оценивались показатели анаэробно-гликолитиче-ской мощности и емкости: W^, WKpm, , Ку^ VO2 max, ГС^ VE, VE/VO2, ЧСС, HLa. Спортсмены выполняли тест Вингейта (три раза по 90'') на велоэргометре Monark 894 E (Швеция) с интервалами отдыха 180''. Газоанализ проводили на газоаналитическом комплексе Cortex METALYZER 3 B-R2 (Германия). ЧСС определяли с помощью сердечного ритма Polar T34 (Финляндия). Пульсоксиметрия проводилась с помощью пульсоксиметров: стационарного - NONIN 8600 (США) и запястного - MD300 W (Китай), где непрерывно регистрировали показатели сатурации крови (SO2). Показатели ЧСС и оксиге-нации крови во время гипоксической пробы осуществлялась в состоянии покоя, до гипоксического воздействия, во время вдыхания дыхательной газовой смеси и при дыхании в обычном режиме в восстановительном периоде после гипоксического воздействия.
Результаты исследования и их обсуждение. В таблице представлена динамика позитивных и негативных изменений физиологических показателей спортсменов при выполнении анаэробной работы на велоэргометре до и после гипоксического воздействия при однократном и при многократном его действии. При обоих вариантах гипоксического воздействия, на этапах восстановления после каждой 90-секундной работы происходит снижение относительного ^02 отн) и абсолютного потребления кислорода ^02абс) и уровня концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе ^С02). Было установлено, что при многократном гипоксическом воздействии показатели вентиляции легких ^Е), сатурация крови значительно снижаются, но увеличивается частота сердечных сокращений. Причем увеличение ЧСС при многократном воздействии особенно увеличивается во время второй гипоксической пробы, что может быть связано с недо-восстановлением и недостаточной компенсацией О2-долга. Отмечается тесная взаимосвязь этих параметров, имеющая линейный характер, но с сохранением отрицательной корреляции. В период восстановления после анаэробной работы до и после гипоксического воздействия происходят значительные изменения физиологических показателей спортсменов (рис. 1, 2).
Отмечено, что при однократной гипоксии значительно увеличивается вентиляторный эквивалент для кислорода на 3-й, 7-й, 10-й минутах и продукция углекислого газа на 5-й минуте восстановления. Оба параметра указывают на накопление большого кислородного долга в организме спортсменов. При многократном воздействии гипоксического фактора на 10-й минуте восстановления происходит снижение практически всех физиологических показателей работоспособности, что указывает на ускорение восстановительных процессов в организме.
Анализ динамики физиологических показателей, в зависимости от уровня мощности работы, при однократном
Динамика позитивных и негативных изменений (±Л) физиологических показателей спортсменов при выполнении анаэробной работы на велоэргометре (3x90 с), до и после гипоксических воздействий
□ и
£ г. CL
ч—
о
OJ и
2 CL ' -о с
га
^
О (U .с Н
Наименование показателя ± Д до и после гипоксического воздействия, %
Однократная гипоксия Многократная гипоксия
Работа 90 с 1-я 2-я 3-я 1-я 2-я 3-я
w6 общ. - 1,1 - 2,2 + 7,7 - 8,3 - 7,6 - 2,3
W крит. - 11,2 + 2,6 + 3,3 - 21,2 - 9,9 - 4,9
W 90 ср. за 90 с - 1,1 - 2,2 + 7,7 - 7,9 - 7,6 - 2,3
К ут. - 43,2 - 7,5 - 45,8 - 58,2 - 43,1 + 78,6
v02 т 2 относ. - 9,2 - 11,6 - 4,6 - 4,7 - 9,3 - 5,9
v02 б * 2 абсолют. - 9,3 - 11,6 - 4,9 - 3,8 - 8,0 - 4,9
voo2 - 15,2 - 9,7 + 1,9 - 19,1 - 12,4 - 2,6
ЧСС max + 0,2 - 2,3 - 5,2 - 3,6 - 5,2 - 5,0
VE - 9,6 - 2,3 - 4,4 - 23,1 - 18,6 - 18,1
ve/vo2 + 0,2 + 10 + 0,6 - 20,0 - 11,6 - 7,8
Восстановление 3 мин 1-е 2-е 3-е 1-е 2-е 3-е
VO2 2 относ. - 18,6 - 23,8 - 18,2 - 13,8 - 22,1 - 10,0
VO2 б 2 абсолют. - 17,7 - 24,1 - 16,5 - 11,7 - 21,2 - 7,9
VCO2 - 13,1 - 17,5 - 5,6 - 5,8 - 11,2 - 0,8
ЧСС - 1,0 - 12,1 - 7,4 - 0,9 - 8,0 + 2,0
VE + 0,1 - 8,9 + 1,6 - 4,2 - 9,3 - 0,8
ve/vo2 + 20,7 + 17,3 + 16,2 + 8,2 + 11,3 + 4,2
HLa + 4,9 - 4,7 + 4,2 - 16,1 - 5,6 - 8,3
■ позитивное изменение;
■ негативное изменение.
58
http://www.teoriya.ru
№4^ 2022 Апрель | April
Физиология спортА
и многократном гипоксическом воздействии показал неоднозначные изменения. В частности, при многократном гипоксическом воздействии наблюдается тенденция к снижению многих физиологических параметров работоспособности спортсменов, в частности, снижаются параметры мощности работы, коэффициент утомления, вентиляция легких, ЧССтах и вентиляторный эквивалент по О2, что может быть связано с наступлением декомпенсации, с чрезмерным гипоксиче-ским влиянием во время выполнения анаэробной работы и неспособностью организма поддерживать газовый гомео-стаз. Кроме того, отмечается значительное увеличение сиг-мальных отклонений, что, по-видимому, связано с высокой индивидуальной реакцией на курсовое применение гипокси-ческого стимула.
В связи с этим, следует либо нормировать длительность экспирации на гипоксикаторе, либо увеличивать уровень концентрации кислорода во вдыхаемой газовой смеси, а также наблюдать за индивидуальной реакцией спортсмена при изменении того или иного параметра гипоксического воздействия. При анализе изменений биохимических параметров в зависимости от времени восстановления после анаэробной работы была отмечена нелинейность снижения уровня концентрации в крови HLa при однократном гипоксическом воздействии. Был выявлено значимое увеличение концентрации лактата между 5-й и 7-й минутами, что, по-видимому, может быть связано с замедлением диффузии молочной кислоты из клетки в кровь. 30-минутное влияние гипоксического стимула отрицательно сказывается на скорости снижения концентрации HLa в крови.
Одновременное сочетанное воздействие двух мощных факторов - работы в анаэробных условиях и гипоксии, как эндогенной, так и экзогенной, приводит также к большим сигмальным отклонениям концентрации молочной кислоты
• Исходное состояние • Гипоксия однократная
480
se > 460
CO 440
■s 420
400
IS
380
to
ro Q. 360
-D d 340
0
X 320
3
о 2 300
280
Работа 1
Работа 1
Работа 2
Работа 2
Работа 3
Работа 3
40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 Относительное потребление кислорода (У02относ), мл/мин/кг Рис. 1. Зависимость относительного потребления кислорода от мощности выполняемой работы, при анаэробном тестировании и однократном гипоксическом воздействии
480 460 440 420 400 380 360 340 320 300 280
I Исходное состояние
Работа 1
) Гипоксия многократная
Работа 1
Работа 2
Работа i
Работа 3
Работа 3
40
42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 Относительное потребление кислорода (У02 относ.), мл/мин/кг Рис. 2. Зависимость относительного потребления кислорода от мощности выполняемой работы, при анаэробном тестировании и многократном гипоксическом воздействии
после 2-й гипоксической пробы. Можно предположить, что гипоксия оказывает негативное влияние на функцию рецепторов, отвечающих за удаление лактата из клетки. Однако данное предположение требует дополнительных исследований.
Выводы. Полученные результаты показали, что разные гипоксические воздействия на организм спортсменов вызывают неодинаковую адаптивную реакцию на динамику физиологических и биохимических параметров, что в первую очередь связано с индивидуальной переносимостью и устойчивостью к гипоксическому стрессу и скоростью восстановления функциональных систем после влияния негативных факторов. Выявляется большое индивидуальное разнообразие реакций и устойчивость организма к гипоксии. Сочетанное воздействие гипоксии и физической нагрузки в анаэробных условиях значимо снижают мощность выполняемой работы, относительное и абсолютное потребление кислорода, концентрацию углекислого газа и показатели вентиляции легких. Литература
1. 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.
2. Бурых Э.А. Общие закономерности и индивидуальные особенности интегративного ответа организма человека на воздействие острой нормобарической гипоксии: автореферат дис. ... докт. мед. наук: 03.03.01 / Э.А. Бурых // Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук. - СПб., 2020. - 40 с.
3. Иорданская Ф.А. Гипоксия в тренировке спортсменов и факторы, повышающие ее эффективность / Ф.А. Иорданская. - М.: Советский спорт, 2015. - 158 с.
4. Колчинская А.З. Кислород, физическое состояние работоспособность / А.З. Колчинская. - Киев: Наука думка, 1991. - 208 с.
5. Самойлов В.О. Влияние интервальных гипоксических тренировок на функциональное состояние человека в условиях гипоксиче-ской гипоксии / В.О. Самойлов, А.Л., Максимов, Е.Б. Филиппова и др. // Вестник Российской военно-медицинской академии. -2014. - № 4 (48). - С. 158-163.
6. Тамбовцева Р.В. Эффективность эргогенного воздействия нор-мобарического гипоксического стимула на работоспособность спортсменов / Р.В. Тамбовцева, Ю.Л. Войтенко, А.И. Лаптев и др. // Теория и практика физ. культуры. - 2020. - № 5. - С. 61-63.
References
1. Breslav I.S., Volkov N.I., Tambovtseva R.V. Dyhanie i myshechnaya aktivnost cheloveka v sporte [Breathing and human muscle activity in sports]. Moscow: Sovetskij sport publ., 2013. 334 p.
2. Burykh E.A. Obshchie zakonomernosti i individualnye osobennosti integrativnogo otveta organizma cheloveka na vozdejstvie ostroj nor-mobaricheskoj gipoksii [General patterns and individual features of the integrative response of the human body to the effects of acute normobaric hypoxia]. Doct. diss. abstract: 03.03.01 Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of Sciences. St. Petersburg, 2020. 40 p.
3. Jordanskaya F.A. Gipoksiya v trenirovke sportsmenov i faktory, povy-shayushchie ee effektivnost [Hypoxia in the training of athletes and factors that increase its effectiveness]. Moscow: Sovetskij sport publ., 2015. 158 p.
4. Kolchinskaya A.Z. Kislorod, fizicheskoe sostoyanie rabotosposob-nost [Oxygen, physical state of working capacity]. Kiev: Nauka dumka publ., 1991. 208 p.
5. Samoilov IN., Maksimov A.L., Filippova E.B. et al. Vliyanie intervalnyh gipoksicheskih trenirovok na funkcionalnoe sostoyanie cheloveka v usloviyah gipoksicheskoj gipoksii [Influence of interval hypoxic training on the functional state of a person in conditions of hypoxic hypoxia]. Vestnik Rossijskoj voenno-medicinskoj akademii. 2014. No. 4 (48). pp. 158-163.
6. Tambovtseva R.V., Voitenko Yu.L., Laptev A.I. et al. Effektivnost ergo-gennogo vozdejstviya normobaricheskogo gipoksicheskogo stimula na rabotosposobnost sportsmenov [Efficiency of the ergogenic effect of the normobaric hypoxic stimulus on the performance of athletes]. Teoriya i praktika fiz. kultury. 2020. No. 5. pp. 61-63.
7. Hollis B.A., Fulford J., Vanhatalo A., Pedlar C.R., Jones A.M. Influence of intermittent hypoxic training on muscle energetic and exercise tolerance. J. Appl Physiol. 2013. V. 114. pp. 611-619.
