CC BY
9Физиология
УДК 612.1/.8 (612.1; 612.2) DOI: 10.34130/2306-6229-2021-1-69
ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАРДИОРЕСПИРАТОРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У ТХЭКВОНДИСТОВ И ЛЫЖНИКОВ ПОСЛЕ СТАНДАРТНОЙ ВЕЛОЭРГОМЕТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
RECOVERY OF CARDIORESPIRATORY PERFORMANCE IN TAEKWONDISTS AND SKIERS AFTER STANDARD BIKE ERGOMETRIC LOAD
Ю. Г. Солонин
Yu. G. Solonin
Обследовано 18 тхэквондистов и 17 лыжников мужского пола. Общепринятыми методами у них определяли антропометрические, физиометрические и функциональные показатели. С помощью прибора Oxycon Pro (Германия) при стандартной велоэргомет-рической нагрузке 150 Вт у спортсменов регистрировали комплекс показателей системы кровообращения и дыхания. У лыжников, развивающих выносливость и имеющих более высокую аэробную работоспособность по значениям МПК, процесс восстановления кардиореспираторных показателей (ЧСС, АДС, ЧД, МОД, ПК) и ликвидации кислородного долга протекает намного скорее, чем у тхэквондистов, тренирующих скоростную силу. По значениям КП и КИО2 эффективность кардиореспираторной системы у лыжников выше на всех этапах наблюдения (покой, нагрузка, восстановление).
18 taekwondo fighters and 17 male skiers were examined. Anthropometric, physiometric and functional indicators were determined by the generally accepted methods. With the help of the Oxycon Pro device (Germany) at a standard bicycle ergometric load of 150 W, the athletes recorded a complex of indicators of the circulatory and respiratory system. In skiers who develop endurance and have higher aerobic performance in terms of VO2max values, the process of restiring cardiorespiratory parameters (heart rate, systolic blood pressure, respiration rate, minute ventilation, oxygen consumption) and the elimination of oxygen debt proceeds much faster than in taekwondo athletes training speed strength. According to the values of oxygen pulse and coefficient utilization O2, the efficiency of the cardiorespiratory system in skiers is higher at all stages of observation (rest, load, recovery).
Ключевые слова: тхэквондисты, лыжники, велоэргометрические нагрузки, кардио-респираторные показатели, аэробная работоспособность, процесс восстановления.
Keywords: taekwondo fighters, skiers, bicycle ergometric loads, cardiorespiratory performance, aerobic performance, recovery process.
© Солонин Ю. Г., 2021
Введение
В физиологии труда и спорта всегда ценились исследования функций организма непосредственно в процессе деятельности человека. В ХХ веке большое внимание уделялось и периоду восстановления различных физиологических показателей [1-5]. В последние годы все больше проявляется интерес к таким исследованиям [6-10]. Но эти работы касаются в основном изучения восстановления частоты сердечных сокращений (ЧСС). При этом важно отметить, что время восстановления ЧСС после стандартной физической нагрузки (20 приседаний за 30 с) является одним из критериев уровня физического здоровья по известной методике Г. Л. Апанасенко [11] и широко применяется различными авторами [12; 13]. Практически отсутствуют исследования процессов восстановления более широкого круга физиологических показателей. Поэтому считаем актуальным изучение восстановления кардиореспираторных показателей после физических нагрузок у спортсменов разной специализации.
Известно, что занятия различными видами спорта могут сказаться на мор-фофункциональных и физиологических показателях человека. Данные о сравнении физиологических особенностей организма спортсменов, развивающих скоростную силу и выносливость, единичны [14; 15]. Поэтому представляется интересным сравнить функциональное состояние тхэквондистов, развивающих скоростную силу, и лыжников, развивающих выносливость, не только при физических нагрузках, но и в периоде восстановления.
Цель работы - сравнить показатели кардиореспираторной системы в периоде восстановления после стандартной физической нагрузки на велоэргометре у тхэквондистов и лыжников.
Материалы и методы
Обследованы 18 тхэквондистов и 17 лыжников мужского пола в возрасте от 18 до 23 лет, имеющих достаточно высокую спортивную подготовку (перворазрядники и кандидаты в мастера спорта). Обследование проходило в период начала годичного тренировочного цикла (сентябрь-октябрь) и проводилось обычно через день после отдыха от тренировок, в первой половине рабочего дня в лаборатории Института физиологии Коми НЦ УрО РАН в Сыктывкаре. От каждого спортсмена получено письменное согласие на участие в тестировании на велоэр-гометре. Протокол обследования одобрен локальным комитетом по биоэтике при Институте физиологии Коми НЦ УрО РАН.
У спортсменов определяли рост и массу тела, силу правой кисти, жизненную емкость легких (ЖЕЛ). Показатели кровообращения, частоту сердечных сокращений (ЧСС) и артериальное давление систолическое (АДС) и диастолическое (АДД) в покое измеряли автоматическим прибором модели иА-767 (Япония). Рассчитывали индекс массы тела (ИМТ), силовой индекс (СИ - сила делится на массу тела), жизненный индекс (ЖИ - ЖЕЛ делится на массу тела), вегетативный индекс Кердо (ВИК).
Спортсмены были протестированы нагрузками на велоэргометре с помощью системы Oxycon Pro (Германия) с регистрацией и расчетом кардиореспираторных показателей: ЧСС, АДС, АДД, частота дыхания (ЧД), минутный объем дыхания (МОД), потребление кислорода (ПК), кислородный пульс (КП), коэффициент использования кислорода (КИО2) и максимального потребления кислорода (МПК).
После пятиминутного сидения на велоэргометре в покое спортсменам последовательно предъявлялись стандартные нагрузки мощностью 50 Вт, затем 100 Вт и, наконец, нагрузка 150 Вт длительностью по 5 мин каждая при частоте педалирования 60 об/мин. Регистрация физиологических показателей велась ежеминутно на протяжении всего эксперимента и в течение 5 мин восстановительного периода.
Полученные материалы подвергнуты статистической обработке с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 и Biostat (версия 4.03) с проверкой вариационных рядов на характер распределения (по критерию Шапиро -Уилка). Распределение получилось близким к нормальному, в таблицах приведены средние арифметические величины со стандартными отклонениями (M±SD). Различия между выборками спортсменов принимали статистически значимыми при P <0.05.
Результаты
Данные табл. 1 показывают, что сопоставляемые выборки спортсменов разной спортивной специализации идентичны по возрасту и не имеют существенных различий по антропометрическим параметрам (рост, вес и ИМТ). Однако у лыжников, тренирующих выносливость, существенно и статистически значимо выше значения ЖЕЛ, ЖИ и МПК валовые и удельные (на единицу массы тела), чем у тхэквондистов, тренирующих скоростную силу. Зато у последних статистически значимо выше силовые показатели (сила кисти рук и СИ). Существенная разница обнаруживается и по уровню ВИК, причем у тхэквондистов он имеет положительное, а у лыжников отрицательное значения.
При анализе физиологических показателей в динамике тестирования оказалось, что значения АДД у представителей обоих видов спорта на разных этапах исследования мало изменялись в пределах 70-80 мм рт. ст., поэтому данный параметр мы исключили из дальнейшего рассмотрения.
Таблица 1
Антропометрические и физиометрические характеристики и показатели аэробной работоспособности спортсменов (M±SD)
Показатели Тхэквондисты n=18 Лыжники n=17 Уровень значимости (P)
1 2 3 4
Возраст, лет 20.0±4.7 19.9±4.2 > 0.05
Рост, см 174.6±5.5 176.4±4.9 > 0.05
Вес, кг 72.7±7.3 75.5±7.5 > 0.05
ИМТ, кг/м2 23.8±2.1 24.0±1.8 > 0.05
1 2 3 4
Сила кисти, кг 53.5±5,40 48.8±6.45 < 0.01
СИ, % 73.5±10.4 65.2±7.3 < 0.01
ЖЕЛ, мл 4580±591 4998±575 < 0.01
ЖИ, мл/кг 62.7±6.7 66.8±5.3 < 0.05
ВИК, % 5±12 -43±21 < 0.05
МПК валовое, мл/мин 3500±960 5082±850 < 0.001
МПК удельное, мл/мин*кг 48.3±13.4 66.8±10.2 < 0.001
Исходный (фоновый) уровень таких показателей, как ЧД, ПК, КИО2, не имел существенных различий в сопоставляемых выборках (табл. 2). У лыжников по сравнению с тхэквондистами были статистически значимо ниже значения ЧСС, АДС и МОД, но выше КП. На последней минуте тестирования при нагрузке 150 Вт у лыжников по сравнению с тхэквондистами были статистически значимо ниже ЧСС и АДС, но выше ПК, КП и КИО2. Не было существенных различий по уровням ЧД и МОД.
В периоде восстановления проанализированы данные по каждой минуте, но для устранения избытка информации и облегчения восприятия материала читателями мы представляем данные в конце 1-й, 3-й и 5-й минут. На 1-й мин восстановления у лыжников по сравнению с тхэквондистами статистически значимо ниже были ЧСС, АДС, МОД, ПК, выше КП и КИО2. На 3-й мин у лыжников значимо ниже ЧСС, МОД, ПК и выше КП и КИО2. На 5-й мин восстановления у лыжников по сравнению с тхэквондистами статистически значимо ниже ЧСС, ЧД, МОД, выше КП и КИО2. К концу восстановительного периода исходных значений достигли у лыжников только ЧД и ПК, а у тхэквондистов АДС и ПК. По большинству показателей у спортсменов обеих групп за 5 мин не произошло полного восстановления.
Обсуждение
Как следует из табл. 1, лыжники, тренирующие стайерскую выносливость, как и ожидалось, имеют повышенные ЖЕЛ и ЖИ и обладают гораздо большей аэробной производительностью (по данным МПК и МПК/кг), чем тхэквондисты, тренирующие скоростную силу. Положительный ВИК у тхэквондистов говорит о преобладании у них симпатической регуляции кровообращения, а отрицательный ВИК у лыжников указывает на ваготонический тип их сердечно-сосудистой системы и преобладание парасимпатического влияния на эту систему. Их более высокая физическая работоспособность и тренированность кардиореспираторной системы отражается как на фоновых показателях, так и на реакциях при стандартной физической нагрузке и на скорости восстановительных процессов в сердечно-сосудистой и респираторной системах.
Таблица 2
Физиологические показатели у тхэквондистов и лыжников на разных этапах обследования (М ± 8Б)
Показатели Группы Фон Последняя минута нагрузки Минуты восстановления
1-я 3-я 5-я
ЧСС, уд/мин Т 76±6.6 147±17.3 108±9.8 98±8.7 91±8.2
Л 53±7.6* 119±13.8* 66±6.9* 66±6.1* 66±6.9*
АДС, мм рт. ст. Т 146±9.9 154±11.5 150±7.4 134±10.1 121±13.7
Л 108±9.8* 144±13.6* 142±12.8* 129±15.0 121±10.0
ЧД, цикл/мин Т 16.8±3.6 25.5±5.5 22.5±3.2 18.9±3.5 19.7±2.7
Л 18.2±3.5 25.7±4.0 20.9±1.6 17.9±2.5 17.8±1.9*
МОД, л Т 14.3±3.5 55.2±8.0 37.0±4.3 22.0±3.5 18.3±1.6
Л 12.1±2.2* 52.8±6.6 28.3±2.7* 17.5±1.4* 15.1±1.9*
ПК, мл/мин Т 504±168 2213±133 970±48 540±53 484±70
Л 438±111 2359±123* 826±74* 500±63* 450±76
КП, мл/уд Т 6.6±2.4 15.2±2.2 9.1±1.1 5.6±0.5 5.4±0.9
Л 8.3±2.1* 20.0±2.6* 12.6±1.5* 7.6±0.9* 6.9±0.8*
КИО2, мл/л Т 35.0±4.9 40.6±3.1 26.5±2.3 25.2±2.5 25.2±2.9
Л 35.9±5.3 44.6±2.2* 29.3±1.7* 28.4±1.3* 29.7±1.8*
Примечание. В колонке «Группы»: Т - тхэквондисты, Л - лыжники; * - статистически значимые различия.
Известно, что у спортсменов в покое с повышением степени тренированности нарастает брадикардия (урежение ЧСС) и снижается АДС. Эти явления рассматриваются как проявление экономизации в деятельности центральной гемодинамики. Сниженные значения МОД у лыжников в покое также подкрепляют представление об экономизации и в системе внешнего дыхания, что также является признаком более высокой тренированности у них по сравнению с тхэквондистами.
При нагрузке 150 Вт также четко проявляется экономизация показателей центральной гемодинамики (ЧСС и АДС) у лыжников в сравнении с тхэквондистами. С одной стороны, здесь уместно также говорить о меньшей физиологической стоимости (пульсовой и прессорной) механической работы у более тренированных спортсменов. С другой стороны, можно сказать, что менее тренированное сердце тхэквондистов дает «избыточные реакции» на стандартные физические нагрузки. В то же время лыжники демонстрируют повышенную эффективность кардиореспираторной системы при высокой нагрузке по таким показателям, как КП и КИО2, которые у них статистически значимо выше, чем у тхэквондистов.
В периоде восстановления ЧСС у лыжников уже в конце 1 -й мин резко снижается и достигает устойчивого уровня около 66 уд/мин. У тхэквондистов она медленно снижается до значения около 90 уд/мин и остается на более высоком уровне во все моменты восстановления. Одним словом, скорость и глубина вос-
становления ЧСС у лыжников гораздо выше, чем у тхэквондистов. Восстановление АДС в сопоставляемых выборках происходит примерно с одинаковой скоростью, но во все минуты восстановления АДС у лыжников находится на значимо сниженном уровне. В данном случае можно говорить о меньшей прессорной стоимости восстановления у лыжников. Восстановление ЧД у лыжников совершается с большей скоростью и достигает исходного уровня уже на 3-й мин. На 5-й мин ЧД у лыжников остается статистически значимо менее высокой, чем у тхэквондистов. Значения МОД у лыжников также снижаются в большем темпе, и этот показатель вентиляционной физиологической стоимости у них остается более низким, чем у тхэквондистов. Восстановление ПК до исходного уровня происходит у спортсменов обеих групп уже на 3-й мин, но скорость его гораздо выше опять-таки у лыжников. Можно сказать, что кислородный долг ликвидируется у лыжников скорее.
По значениям КП и КИО2 эффективность кардиореспираторной системы у лыжников выше на всех этапах наблюдения (покой, нагрузка и восстановление), чем у тхэквондистов. Интересно, что у спортсменов обеих групп при нагрузке КП и КИО2 выше, чем в покое и при восстановлении. Можно говорить, что при физической нагрузке 150 Вт кардиореспираторная система работает более эффективно, чем в покое и в периоде восстановления. Тем не менее, по большинству рассматриваемых параметров в сопоставляемых группах спортсменов за 5 мин не произошло полного восстановления в системах кровообращения и дыхания. Особенно заметно недовосстановление функций организма по такому показателю эффективности кардиореспираторной системы, как КИО2.
Если рассматривать отдельно процессы восстановления ЧСС после стандартной физической нагрузки, то полученные результаты согласуются с данными литературы [2; 3; 5; 8] и сделанными нами ранее выводами. У школьников на Севере (Республика Коми) выявлено ухудшение перестройки гемодинамики при кратковременных физических нагрузках (проба Мартине-Кушелевского), замедление процессов восстановления ЧСС. На скорости восстановления ЧСС отражаются даже такие факторы, как широта проживания в пределах Севера и социально-экономическое положение (уровень жизни) [12]. У студентов от 1-го к 4-му курсу выявлено ухудшение уровня физического здоровья по шкале Г. Л. Апа-насенко и удлинение времени восстановления ЧСС [13]. После дозированной субмаксимальной нагрузки юноши имеют преимущества перед девушками по характеру восстановления сердечного ритма. Авторы связывают это с разными аэробными возможностями в сопоставляемых группах юных спортсменов [9]. Оказалось, что даже музыка положительно влияет как на аэробную работоспособность, так и на скорость восстановления ЧСС у студентов [10]. Показано, что аэробные тренировки ускоряют процессы восстановления ЧСС после велоэрго-метрических нагрузок у 50-летних мужчин и женщин как в группах спортсменов, так и в контрольной группе [6].
Заключение
У тхэквондистов, развивающих скоростную силу, повышены силовые показатели (сила и СИ), пульсовая и прессорная стоимость стандартных физических нагрузок, замедлены процессы восстановления и ликвидации кислородного дол-
га. Для лыжников, развивающих выносливость, характерны экономизация функций кровообращения как в покое, так и при стандартных физических нагрузках и в периоде восстановления, повышенная эффективность кардиореспираторной системы и высокий аэробный потолок.
У спортсменов, тренирующихся на выносливость и имеющих более высокую аэробную работоспособность, процесс восстановления кардиореспираторных показателей протекает скорее, чем у спортсменов, развивающих скоростную силу.
Автор благодарит к.б.н. И. О. Гарнова и к.б.н. Т. П. Логинову, принимавших участие в экспериментах.
Список литературы
1. Brouha L. Physiology in industry. Evaluation of industrial stresses by the physiological reactions of the worker. Oxford: Pergamon Press, 1960. 145 p.
2. Леман Г. Практическая физиология труда : пер. с нем. М.: Медицина, 1967. 335 с.
3. Физиология мышечной деятельности, труда и спорта / под ред. К. М. Смирнова. Л.: Наука, 1969. 552 с.
4. Солонин Ю. Г. Об оценке тяжести трудовых операций по данным частоты пульса в периоде восстановления // Гигиена труда и профзаболевания. 1969. № 9. С. 23-26.
5. Шеррер Ф. Физиология труда (эргономия) : пер. с фр. М.: Медицина, 1973. 496 с.
6. Danieli A., Lusa L., Meglic B., Grad A., Bajrovic F. F. Resting heart rate variability and heart rate recovery after submaximal exercise // Clinical Autonomic Research. 2014. Vol. 24. № 2. P. 53-61.
7. Солонин Ю. Г. Нормирование физического напряжения при труде. Новосибирск: Изд-во АНС «СибАК», 2017. 180 с.
8. Раскита Е. П., Полин Р. В. Изучение периода восстановления сердечной деятельности после физических нагрузок // Современное состояние гуманитарных и социально-экономических наук : сб. науч. тр. Белгород, 2019. С. 107-109.
9. Иусов И. Г., Гильмутдинова И. Р., Гуменюк С. А. Гендерные различия восстановления сердечного ритма у юных спортсменов после тестовых физических нагрузок // Вестник восстановительной медицины. 2020. № 5 (99). С. 120-126.
10. Cutrufello P. T., Benson B. A., Landram M. J. The effect of music on anaerobic exercise performance and muscular endurance // The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 2020. Vol. 60. № 3. Р. 486-492.
11. Апанасенко Г. Л. Диагностика индивидуального здоровья // Гигиена и санитария. 2004. № 2. С. 68-73.
12. Солонин Ю. Г. Физическое здоровье школьников Севера // Школа здоровья. 1996. Т. 3. № 1. С. 5-13.
13. Демина Н. Л., Попова Г. А., Сазанова М. Л., Сазанов А. В. Экспресс-диагностика уровня физического здоровья студентов // Общество. Наука. Инновации (НПК-2017) : сб. статей конференции. Киров, 2017. С. 40-48.
14. Замчий Т. П., Салова Ю. П., Корягина Ю. В. Особенности региональной гемодинамики спортсменов, развивающих выносливость, силу и силовую выносливость // Лечебная физкультура и спортивная медицина. 2012. № 7. С. 23-27.
15. Солонин Ю. Г., Бойко Е. Р., Марков А. Л., Варламова Н. Г., Гарнов И. О., Логинова Т. П., Мартынов Н. А., Расторгуев И. А., Черных А. А. Сравнение физиологических
показателей и их реакций на физические нагрузки у лыжников-гонщиков и тхэквондистов // Спортивная медицина: наука и практика. 2015. № 2 (19). С. 33-38.
References
1. Brouha L. Physiology in industry. Evaluation of industrial stresses by the physiological reactions of the worker. Oxford: Pergamon Press, 1960. 145 p.
2. Lehman G. Prakticheskaya fiziologiya truda [Practical physiology of labor]. Translated from German. M.: Medicine, 1967. 335 p. (In Russian).
3. Fiziologiya myshechnoj deyatel'nosti, truda i sporta [Physiology of muscle activity, labor and sport] / Ed. K. M. Smirnova. Leningrad: Nauka, 1969. 552 p. (In Russian).
4. Solonin Yu. G. On the assessment of the severity of labor operations according to the pulse rate during the recovery period. Gigiena truda i profzabolevaniya [Occupational hygiene and occupational diseases]. 1969. No. 9. P. 23-26. (In Russian).
5. Sherrer F. Gigiena truda i profzabolevaniya [Labor physiology (ergonomics)]. Per. with fr. Moscow: Medicine, 1973. 496 p. (In Russian).
6. Danieli A., Lusa L., Meglic B., Grad A., Bajrovic F. F. Resting heart rate variability and heart rate recovery after submaximal exercise. Clinical Autonomic Research. 2014. Vol. 24. № 2. P. 53-61.
7. Solonin Yu. G. Normirovanie fizicheskogo napryazheniya pri trude [Normalization of physical stress during labor]. Novosibirsk: Ed. ANS "SibAK", 2017. 180 p. (In Russian).
8. Raskita E. P., Polin R. V. Study of the recovery period of cardiac activity after physical exertion. Sb. nauch. tr. «Sovremennoe sostoyanie gumanitarnyh i social'no-ekonomicheskih nauk» [Collection of scientific papers "The current state of the humanities and socio-economic sciences"]. Belgorod, 2019. P. 107-109. (In Russian).
9. Iusov I. G., Gilmutdinova I. R., Gumenyuk S. A. Gender differences in the recovery of heart rate in young athletes after test physical activity. Vestnik vosstanovitel'noj mediciny [Bulletin of restorative medicine]. 2020. No. 5 (99). Р. 120-126. (In Russian).
10. Cutrufello P. T., Benson B. A., Landram M. J. The effect of music on anaerobic exercise performance and muscular endurance. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 2020. Vol. 60. № 3. Р. 486-492.
11. Apanasenko G. L. Diagnostics of individual health. Gigiena i sanitariya [Hygiene and sanitation]. 2004. No. 2. P. 68-73. (In Russian).
12. Solonin Yu. G. Physical health of schoolchildren of the North. SHkola zdorov'ya [School of health]. 1996. Vol. 3. No. 1. P. 5-13. (In Russian).
13. Demina N. L., Popova G. A., Sazanova M. L., Sazanov A. V. Express diagnostics of the level of physical health of students. Sb. statej konferencii «Obshchestvo. Nauka. Innovacii (NPK-2017)» [Sat. articles of the conference "Society. The science. Innovations (NPK-2017)"]. Kirov, 2017. Р. 40-48. (In Russian).
14. Zamchiy T. P., Salova Yu. P., Koryagina Yu. V. Features of regional hemodynamics of athletes developing endurance, strength and strength endurance. Lechebnaya fizkul'tura i sportivnaya medicina [Physiotherapy and sports medicine]. 2012. No. 7. P. 23-27. (In Russian).
15. Solonin Yu. G., Boyko E. R., Markov A. L., Varlamova N. G., Garnov I. O., Loginova T. P., Martynov N. A., Rastorguev I. A., Chernykh A. A. Comparison of physiological indicators and their reactions to physical activity in skiers-racers and taekwondo athletes. Sportivnaya medicina: nauka ipraktika [Sports medicine: science and practice]. 2015. No. 2 (19). Р. 33-38. (In Russian).
