Биологическое обоснование технологии применения внетренировочных средств для повышения работоспособности спортсменов высокой квалификации (19.01.2009)

Автор: Ростовцев Владимир Леонидович

30 3,62 ± 0,16 178,6 ± 8,2 0,825 ± 0,06

40 3,70 ± 0,18 178,8 ± 8,1 0,806 ± 0,061

50 3,78 ± 0,14 178,8 ± 8,0 0.793 ± 0,056

60 3,69 ± 0,14 178,9 ± 7,9 0,809 ± 0,053

70 3,63 ± 0,12 179,1 ± 7,5 0,822 ± 0,048

80 3,53 ± 0,11 179,3 ± 7,5 0,838 ± 0,045

90 (n=14) 3,54 ± 0,11 180,1 ± 7,8 0,849 ± 0,046

Оказалось, что для большинства спортсменов скорость была наибольшей при амплитуде 50 вольт., а пульсовая стоимость метра пути (ПС = ЧСС : (V х 60) уд/м) - наименьшей. Эта амплитуда была принята за оптимальную.

Влияние метода биологического моделирования на потребление кислорода, пульс, пульсовую и кислородную стоимость одного метра пути.

Средние значения и квадратичные отклонения потребления кислорода, пульса, кислородной и пульсовой стоимости метра пути представлены на рис. 11. Оказалось, что в той и другой зонах интенсивности при передвижении на лыжероллерах с применением метода биологического моделирования организм спортсменов использовал меньшее количество кислорода, пульс снижался, пульсовая и кислородная стоимость одного метра пути были, соответственно ниже на 2.5% (р < 0,05) и на 5,3% (р < 0,05), чем при обычном передвижении. Достоверность различий снижалась при повышении интенсивности нагрузки и крутизны подъемов.

Рис.11. Слева - динамика VO2 при передвижении на лыжероллерах с интенсивностью во 2 (140 – 160 уд/мин) и 3 (160 – 180 уд/мин) зонах без и с применением метода биологического моделирования в зависимости от крутизны подъемов. Справа - кислородная стоимость метра пути при применении динамической электростимуляции по сравнению с естественным передвижением (100%) на лыжероллерах с разной интенсивностью на подъемах разной крутизны.

При передвижении на лыжероллерах с максимальной скоростью на одном 200-метровом подъеме 8 градусов разница в пульсе составила в среднем 3,5 уд/мин. При применении динамической электростимуляции пульс был ниже, скорость преодоления подъема выше (в среднем, на 0,09 м/с). Пульсовая стоимость одного метра пути - ниже на 0,03 уд/м. Биологической особенностью проявления этого внетренировочного средства по методу биологического моделирования явилось оптимизирующее воздействие на организм в целом, выражающееся в значительном снижении энерготрат и повышении специальной работоспособности.

Влияние динамической электростимуляции на электроактивность мышц

Применение динамической электростимуляции только m. quadriceps femoris влияла на электроактивность других групп мышц синхронистов и антагонистов, повышая их активность в активных фазах и снижая их напряжение в пассивных фазах локомоторного акта.

Рис. 12. Электроактивность мышц до и после динамической электростимуляции m. quadriceps femoris в движении на лыжероллерах в подъемы. Светлые столбцы – обычный режим передвижения, темные – после электростимудяции. * - р<0,05, ** - р<0,01

Электроактивность четырехглавой м. бедра в момент отталкивания (Чо) после ее электростимуляции повысилась (рис. 12), электроактивности четырехглавой м. бедра в момент скольжения (Чс) также как и двуглавой м. бедра в момент скольжения (До) – уменьшались, наблюдалось незначительное увеличение электроактивности широчайшей м. спины в момент отталкивания (Шо). Это происходило на всех подъемах. Увеличение электроактивности четырехглавой м. бедра в момент отталкивания, в среднем, составили на подъемах 4,6,8,10 градусов, соответственно, 36,7; 34,5; 33,1; 31,9 мкв (р < 0,01). В процентном отношении эти изменения составили от 10,5 до 14,3%. Уменьшение электроактивности четырехглавой м. бедра в фазе скольжения составили, соответственно, 6,4; 6,8; 6,7; 6,6% (р<0,05). Уменьшение электроактивности двуглавой мышцы бедра в момент отталкивания на подъемах 4,6,8 и 10 градусов, соответственно, составили 6,6; 6,4; 6,0 и 6,3% (р<0,05). Электроактивность трехглавой м. плеча в момент отталкивания (То) повысилась на 9,2%. Такие различия зафиксированы на всех электромиограммах при передвижении в подъемы 2, 4 и 6 градусов (р<0,05).

Одним из аспектов биологического обоснования разработанной технологии, таким образом, является оптимизирующее перераспределение напряжения и расслабления различных групп мышц при применении в качестве внетренировочного контактного средства прямого действия динамической электростимуляции во время мышечной работы. Динамическая электростимуляция оказала влияние не только в фазах напряжения мышц, но и в период их расслабления, что выразилось в уменьшении электроактивности относительно пассивных мышц. Эффект последействия использования динамической электростимуляции заметен не только на тех мышцах, которые непосредственно подвергались этому приему, но также наблюдается на других, участвующих в данном физическом упражнении. Применение динамической электростимуляции одних мышечных групп увеличивает электроактивность других мышц – синхронистов и снижает электроактивность мышц антагонистов и этих же мышечных групп в их пассивных состояниях, способствуя их расслаблению и восстановлению.

Обнаруженный феномен основан на регуляторных влияниях нервной системы, сопровождающихся активизацией тормозных систем и снижением общего уровня возбуждения в центральной нервной системе. Такой характер адаптации является наиболее эффективным. Под воздействием этих влияний в значительной степени уменьшаются стрессорные реакции, что предохраняет нервные клетки, уменьшается вероятность переутомления, травмирования и заболеваний. Следствием применения исследованного нами внетренировочного средства – динамической электростимуляции и разработанной технологии явились улучшение специфической координации, биомеханической структуры движений, снижение энерготрат и повышение экономичности. Об этом свидетельствуют уменьшение потребления кислорода и гемодинамической стоимости одного метра дистанции. Уменьшение потребления кислорода и частоты сердечных сокращений означают снижение нагрузки на дыхательную и сердечно-сосудистую системы. А, в связи с интегративноым характером мышечной работы организма приводит к позитивным процессам во всех звеньях локомоторной функциональной системы.

Влияние динамической электростимуляции на биомеханические параметры

В таблице 5 представлены биомеханические показатели классического попеременного двухшажного хода при передвижении на лыжероллерах в подъем 8 градусов с максимальной скоростью обычным способом и с применением метода биологического моделирования.

Таблица 5

Различия в биомеханических показателях классического попеременного двухшажного хода на лыжероллерах при передвижении в подъем 8 градусов с максимальной скоростью обычным способом и с применением метода биологического моделирования (МБМ)

Параметры Показатели в каждом круге

1 2 3 4 5 6 Среднее арифметическое

МБМ без МБМ Различие

L, м 2,22 2,10 2,32 2,15 2,26 2,32 2,30 2,16 0,14

f, Гц 1,51 1,49 1,54 1,42 1,49 1,55 1,53 1,47 0,06

tск., с 0,41 0,33 0,42 0,44 0,45 0,44 0,44 0,41 0,03

tот., с 0,24 0,28 0,22 0,26 0,21 0,20 0,21 0,26 0,05

V, м/с 3,37 3,13 3,57 3,08 3,38 3,60 3,52 3,19 0,33

Примечание: выделено - достоверные различия (р < 0,05); 1, 2, 4 круги – передвижение обычным способом; 3, 5,6 – с применением метода биологического моделирования; L, м – длина шага, f, Гц – частота шагов, tск, с – время скольжения, tот, с – время отталкивания, V, м/с – скорость передвижения.

Длина шага классического попеременного двухшажного хода на лыжероллерах при применении динамической электростимуляции в качестве средства метода биологического моделирования достоверно возрастает, в среднем, на 6,5%, уменьшается время отталкивания на 19,2%, повышается скорость передвижения на 0,3%. Частота шагов и время скольжения увеличиваются недостоверно.

Рис. 13. Изменения углов в коленных суставах (а) и механических работах (б) ноги при обычном передвижении (сплошная линия) и при применении динамической электростимуляции (пунктир). Вертикальными линиями обозначены фазы отталкивания при обычном передвижении (сплошными) и при электростимуляции (пунктир).

Диапазон изменения углов в коленных суставах ног при динамической электростимуляции и без нее отличался на 6 градусов (начало отталкивания при динамической электростимуляции – 120 градусов, без динамической электростимуляции – 122; окончание отталкивания, соответственно, 160 и 156 градусов, р < 0,05). Еще более существенно (р < 0,01) различались угловые скорости при отталкивании: при динамической электростимуляции она составила 195,3 град/с, при обычном передвижении – 178,2 град/с. Большая скорость разгибания ноги характерна для спортсменов более высокой квалификации (рис.13).

При динамической электростимуляции нога в момент отталкивания производит значительно большую работу (р < 0,01), чем при обычном передвижении Соответственно, абсолютная, вертикальная и горизонтальная механическая работа только левых ног составила при динамической электростимуляции 16, 6 и 10 Дж, без динамической электростимуляции – 9; 3,5 и 5,5 Дж. При этом, абсолютная работа левых ног за весь цикл была больше при обычном передвижении: при динамической электростимуляции – 67 Дж, без динамической электростимуляции – 78 Дж. Работа за весь цикл по вертикали была больше при электростимуляции на 6 Дж (24 Дж при динамической электростимуляции. 18 Дж – без динамической электростимуляции).

Существенные различия (р < 0,05) обнаружены в углах наклона туловища к горизонту. При динамической электростимуляции наиболее согнутое положение тела в момент окончания отталкивания палками составило 52 градуса, наименее согнутое 75 градусов. При обычном передвижении спортсмены больше задействовали руки, видимо, поэтому углы наклона туловища, соответственно, были меньше: 32 и 71 градус.

Биомеханический анализ, таким образом, подтвердил общую позитивную биологическую направленность влияния разработанной технологии на кинематику и динамику специальных локомоций. Результаты этой части исследования показали, что аспектами биологического обоснования эффективности представленной концепции является консолидированная оптимизация параметров, приводящая к срочной адаптивной и квалификационной перестройке структуры соревновательного упражнения.

Влияние метода биологического моделирования на гормональную регуляцию энергообеспечения

Применение динамической электростимуляции в начале микроцикла способствовало относительно большему приросту концентрации кортизола (на 10%) и меньшему снижению уровня инсулина (на 16%, табл.6). Динамическая электростимуляция послужила дополнительным стрессором (к физической нагрузке) для организма при выполнении стандартной работы (различия статистически недостоверны).

По окончании тренировочного микроцикла в ответ на стандартную нагрузку отмечалась тенденция к повышению концентрации в крови кортизола, его предшественника прогестерона и существенное снижение уровня инсулина (р<0,01) на фоне недостоверных изменений содержания в крови тиротропина (ТТГ), тироксина и трийодтиронина. В конце микроцикла прирост кортизола (с 37 до 17%) и прогестерона (с 49 до 11%) в экспериментальной группе по сравнению с контрольной уменьшился. Таким образом, кумулятивный эффект тренировочных занятий проявился в выраженной тенденции к увеличению уровня адаптации глюкокортикоидной функции коры надпочечников, что отразилось в меньшей величине прироста концентрации кортизола в крови в ответ на стандартную нагрузку. Снижение прироста секреции кортизола свидетельствует о меньшем участии в энергообеспечении процессов глюконеогенеза за счет пластического резерва организма (аминокислоты), что является важнейшим фактором адаптации организма к предложенной физической нагрузке. Эффект экономизации глюкозы из ее белковых предшественников в энергообеспечении продолжительной мышечной работы циклического характера при значительном увеличении использования наиболее энергоемких липидных субстратов является стратегией адаптации организма к специфическим физическим нагрузкам.


загрузка...