Характеристика эффективности системы энергообеспечения физической активности у гребцов на байдарках и каноэ

В гребле на байдарках и каноэ максимальный уровень потребления находится в пределах 5,2-5,6 л/мин. По потреблению кислорода на единицу массы тела наибольшие значения наблюдаются у гребцов стайеров, до 75-78 мл/ кг/мин. У гребцов спринтеров эта величина составляет 67 мл/кг/мин ввиду того, что их масса тела находится обычно в пределах 85-90 кг. Следует иметь в виду, что в гребле на байдарках и каноэ уровень потребления кислорода на единицу веса имеет меньшее значение, чем в других видах спорта, т. к. упражнение выполняется в воде, где существенное значение имеет не масса тела.

Максимальный кислородный долг определяется после повторных упражнений высокой интенсивности (обычно выше 95-97 % к максимальной скорости на отрезке). Упражнения выполняются до отказа, длительность повторных упражнений не превышает 60с, при увеличении отдыха интенсивность упражнений возрастает.

Кислородный долг определяется путем анализа газовых объемов, забранных во время восстановления после упражнений. Размеры газовых приходов определяются путем вычитания из потребления кислорода величины О2 – потребления покоя. Потребление покоя определяется после 30 мин отдыха перед упражнением в покое, сидя (SMR - sitting metabolic rate), все измерения газовых объемов приводятся к стандарту (STPD). Расчет величины общего кислородного долга, его алактатной и лактатной фракции проводится путем анализа зависимости «уровень прихода О2 – время восстановления» и решения биэкспоненциального уравнения. Следует иметь в виду, что поскольку основная лактатная фракция кислородного долга имеет высокую корреляцию с концентрацией лактата в крови после упражнения, то в спортивной практике для оценки анаэробных возможностей спортсмена используют определение лактата крови [10, 21, 48].

 

ГЛАВА 2. ЗАДАЧИ, МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

2.1 Задачи исследования

 

1. Определить значение нагрузки в спортивной тренировке.
2. Выявить параметры тренировочных нагрузок в гребле на байдарках и каноэ.
3. Изучить основы биоэнергетики мышечной деятельности.
4. Определить значение эргоспирометрических параметров спортсменов и спортсменок, занимающихся греблей на байдарках.
5. Рекомендовать методику определения ЧСС ПАНО при назначении ЛФК здоровым тренированным лицам без патологии, не связанной с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

 

2.2 Методы исследования

 

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

– анализ и обобщение научно-методической литературы;

– тестирование;

– эргоспирометрия;

– математические методы обработки экспериментальных данных.

Анализ и обобщение научно-методической литературы проводился для изучения состояния вопроса интересующей нас темы исследования. Проанализировано 50 литературных источников по теории и практике спортивной тренировки в гребле на байдарках и каноэ, по физиологии и биохимии спорта, по спортивной медицине и математической статистике. Теоретический анализ позволил изучить специфику энергообеспечения физической активности у гребцов на байдарках и каноэ, рассмотреть различные аспекты энергообеспечения физической активности в гребле на байдарках и каноэ, сформулировать цель, задачи, объект и предмет исследования, а также подобрать методы сбора, обработки и интерпретации эмпирических данных.

Тестирование. Для выявления эргоспирометрических параметров спортсменов и спортсменок, занимающихся греблей на байдарках применялся гребной эргометр «Dansprint».

Эргоспирометрия – сердечно-легочный тест, позволяющий оценить функциональное состояние сердечно-сосудистой, дыхательной, кровеносной и мышечной систем, определить толерантность к физической нагрузке и выбрать оптимальный режим тренировок.

Математические методы обработки экспериментальных данных.

Результаты, полученные в ходе исследований, были подвергнуты обработке с помощью методов математической статистики. Вычислялись следующие общепринятые параметры:

– среднее арифметическое

– дисперсия – характеризует рассеивание, разбросанность рассматриваемой совокупности относительно среднего арифметического

– среднее квадратическое отклонение или стандартное отклонение характеризует степень отклонения результатов от среднего значения

– стандартная ошибка средней арифметической – эта характеристика показывает насколько среднее арифметическое выборки отличается от среднего арифметического генеральной совокупности

                σ

S    = –––

         n

служит для того, чтобы судить о том, насколько точно проведенные измерения отражают состав генеральной совокупности

– однофакторный дисперсионный анализ – статистический метод, предназначен для оценки влияния различных факторов на результат эксперимента.

Достоверность различия определялась по таблице вероятностей p |t| ≥ |t1| по распределению Стьюдента. При оценке результатов статистического анализа в качестве критического уровня значимости использовалась вероятность p<0,05, что вполне обеспечивало необходимую точность педагогических исследований [13, 31, 44].

Статистическую обработку результатов проводили при помощи пакета программ «Statistica for Windows 10,0».

 

2.3 Организация исследования

 

Исследования проводились в несколько этапов:

– первый этап (2012/2013 учебный год) включал в себя определение общего направления работы, изучение научной и научно-методической литературы по различным аспектам энергообеспечения физической активности в гребле на байдарках;

– второй этап (2013/2014 учебный год) был направлен на подбор спортсменов в гребле на байдарках для проведения эргоспирометрии; проводилось тестирование с использованием гребного эргометра Dansprint.

В результате были отобраны 26 спортсменов и спортсменок.

– третий этап (2014/2015 учебный год) включал обработку и анализ полученных в ходе исследования данных, формулировку основных положений дипломной работы и ее оформление.

 

 

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ исследования

 

Эргоспирометрия позволяет одновременно оценивать основную функцию сердечно-сосудистой и дыхательной систем, заключающуюся в газообмене между клетками и окружающей средой (или аэробную работоспособность) [6, 14]. Исследование газообмена – определяющий подход для понимания механизмов, лимитирующих работоспособность, поскольку нагрузка требует совместной реакции сердечной и легочной систем для поддержания мышечного дыхания, необходимого для ее выполнения. Основной функцией сердечно-сосудистой и дыхательной систем является поддержание клеточного дыхания. Слаженность взаимодействия функционирования этих систем отражена в потреблении кислорода (О2) и выделении углекислоты (СО2) в ответ на определенный уровень работы и их отношение к частоте сердечных сокращений, вентиляции и друг к другу (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Схема газообмена у человека

Эффективная организация тренировочного процесса в профессиональном спорте невозможна без использования объективных методик тестирования, в частности эргоспирометрии. В настоящем исследовании кардиореспираторное тестирование было применено с целью изучения показателей аэробной емкости.

Эргоспирометрия или, кардиореспиратоное нагрузочное тестирование, позволяет одновременно оценивать способность сердечно-сосудистой и дыхательной систем их основную функцию, заключающуюся в газообмене между клетками и окружающей средой (или, аэробную работоспособность). Вследствие того, что нагрузка требует совместной реакции сердечной и легочной систем для поддержания мышечного дыхания, необходимого для выполнения нагрузки, измерение газообмена является фундаментальным фактором для понимания механизмов, лимитирующих работоспособность.

Основной функцией сердечно-сосудистой и дыхательной систем является поддержание клеточного дыхания. Слаженность взаимодействия функционирования этих систем отражена в потреблении кислорода (О2) и выделении углекислоты (СО2) в ответ на определенный уровни работы и их отношение к частоте сердечных сокращений, вентиляции и друг к другу.

Метод эргоспирометии позволяет исследователю а) количественно оценить ограничение выполняемой нагрузки; b) оценить адекватность функционирования различных компонентов в единстве лёгочного и клеточного газообмена; с) определить систему органов, лимитирующую выполнение нагрузки; d) установить O2, при котором наступает ограничение выполнения работы.

Обследование гребцов, со стажем занятий спортом ≥ 3 лет, проводилось на гребном эргометре «Dansprint» (n = 26). Средний возраст обследованных спортсменов составил 18,8 ± 0,6 лет, количество юношей и девушек, включенных в исследование, было сопоставимо. Все спортсмены проходили эргоспирометрическое исследование («Oxycon Mobile», Jaeger, Германия) с оценкой следующих показателей: максимальная минутная вентиляция (VE max), максимальное потребление кислорода (VO2 max), в том числе на уровне анаэробного порога (VO2 (AT)), максимальный кислородный пульс (VO2 /HR max). Определение анаэробного порога (АТ) выполняли методом V-slope [23]. Продолжительность стандартного теста составляла 8 мин, на протяжении 2 минут спортсмен достигал субмаксимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС), рассчитанной по формуле: 220 – возраст (лет). Далее в течение 6 мин нагрузку поддерживали на уровне, необходимом для сохранения достигнутого уровня ЧСС. Показатели функции внешнего дыхания (ФВД, MasterScreen Pneumo, Jaeger) оценивались исходно, на 1, 5-й, 10-й минуте после физической нагрузки.

Таблица 3.1 – Сравнительная характеристика эргоспирометрических параметров спортсменов и спортсменок, занимающихся греблей на байдарках по результатам тестирования

Показатель	Спортсмены  ± σ	Спортсменки  ± σ	Р-значение
VE, л	134 ± 4,2	94 ± 2,8	p < 0,001
VE (АП), л	120,1 ± 4,2	82,7 ± 6,0	p < 0,001
ЧД, в мин	46,8 ± 1,3	44,5 ± 0,9	p = 0,064
ЧД, %	112,6 ± 3,1	108 ± 2,4	p = 0,142
РД, абс	24,2 ± 2,4	29,3 ± 3,1	p = 0,151
РД, %	76,3 ± 10,4	94,8 ± 12,9	p = 0,142
VO2max, мл/мин	3702 ± 131,6	2603,7 ± 67,8	p < 0,001
VO2 (АП), мл/мин	3470,4 ± 192,3	2454,4 ± 146,8	p < 0,001
VO2 ,мл/мин/кг	54,7 ± 1,7	44,2 ± 1,7	p < 0,001
VO2 /ЧСС (АП)	24,4 ± 3,2	27,9 ± 4,4	p = 0,011
VO2 /ЧСС, абс.	24 ± 1,9	15,7 ± 1,0	p < 0,001
VO2 /ЧСС, %	155,2 ± 10,5	153,8 ± 10,7	p = 0,988
VСO2max, мл/мин	3660,2 ± 97,8	2547,8 ± 75,7	p = 0,011
VСO2 (АП), мл/мин	3489,8 ± 127,8	2345,3 ± 120,1	p = 0,011

 

На рисунке 3.1 наглядно представлены результаты тестирования эргоспирометрических параметров спортсменов и спортсменок, занимающихся греблей на байдарках.

Рисунок 3.1 – Результаты тестирования эргоспирометрических параметров спортсменов и спортсменок, занимающихся греблей на байдарках

 

Аэробная работоспособность, определяемая при кардиореспираторном тестировании спортсменов, является не только базисом для демонстрации высоких спортивных достижений, но и средством наилучшего и быстрого восстановления спортсменов после физических нагрузок. Аэробная работоспособность особенно важна в гребле на байдарках и каноэ. Высокие аэробные способности спортсмена – ключевой фактор восстановления как после длительной работы небольшой интенсивности, так и после мощных кратковременных нагрузок. В процессе анаэробных (рывковых, силовых кратковременных) нагрузок накапливаются продукты распада, для восстановления которых, а также для процессов суперкомпенсации требуется поступление достаточного количества кислорода. Успешная ликвидация «кислородного долга» – залог процессов восстановления и тренированности спортсмена. Таким образом, дыхательные (аэробные) процессы являются фундаментом для развития анаэробных систем [50]. Основными показателями аэробной выносливости являются максимальное потребление кислорода (VO2max) и анаэробный порог (AП). VO2max представляет собой самое высокое потребление кислорода, которое может быть достигнуто в процессе динамической нагрузки при задействовании больших групп мышц. Очевидно, что наивысший лимит утилизации О2 является одним из показателей физической формы или тренированности. У тренированных гребцов для обеспечения должным количеством кислорода требуется легочная вентиляции, достигающая на пике физической нагрузки до 200 мл/мин и выше. Но тем не менее, фактором, лимитирующим аэробную работоспособность, наиболее часто является сердечно-сосудистая система. Анаэробный порог – наивысшая интенсивность нагрузки, ЧСС или потребления кислорода при работе большой группы мышц, в течение которой производство лактата равно его утилизации. Он представляет собой уровень потребления кислорода (VO2) во время физической нагрузки, при которой аэробное производство энергии дополняется анаэробным энергопроизводством, что является отражением повышения уровня лактата в мышце и артериальной крови. Для оценки производительности сердечной мышцы применяют такой показатель, как кислородный пульс нагрузки, представляющий собой потребление кислорода на одно сердечное сокращение (VO2/ЧСС), тренд которого в значительной мере отражает ударный объем сердца. В настоящем исследовании эргоспирометрия была проведена с использованием гребного эргометра «Dansprint» с целью изучения показателей аэробной емкости. В группе гребцов мужского пола выявлены большие эргоспирометрические показатели тренированности. Полученные достоверные различия связаны с разницей пола, имеющие определяющее значение для показателей газообмена на фоне нагрузки.