Обобщающие модели срочной адаптации спортсменов

Введение. Проблема адаптации к различным воздействиям представляет собой одну из важнейших в физиологии. Адаптация представляет собой множество реакций, направленных на приспособление организма к физическим нагрузкам, что способствует сохранению гомеостаза. Ее рассматривают, как процесс, который происходит постоянно, и будет, по-видимому, протекать бесконечно. Особенно важно знать, как происходит процесс срочной адаптации у спортсменов, т.к. в зависимости от этого можно корректировать их тренировки, чтобы повысить спортивные результаты не в ущерб собственному здоровью. Для этого необходимо создать модель – схематическое отображение механизмов срочной адаптации спортсменов. В наших исследованиях такая модель должна описывать функциональное взаимодействие различных эффекторов кардиореспираторной системы, сердечно-сосудистой и дыхательной, при разных физических нагрузках, благодаря которым можно акцентировано и целенаправленно развивать и совершенствовать физические качества, способствующие решению определенных двигательных задач. При этом в наибольшей степени будет задействована кардиореспираторная система, т.к. организму требуется определенное количество энергии, которое он может получить аэробным или анаэробным путем. Если данный процесс происходит с участием кислорода, то ведущим системообразующим фактором в адаптационной перестройке организма будет кардиореспираторная система, изменения которой в процессе тренировочных занятий могут носить специфический характер, и данная система будет иметь особое значение при составлении моделей срочной адаптации спортсменов.

Целью исследования явилось построение обобщающих моделей срочной адаптации вегетативного обеспечения двигательной деятельности спортсменов разных видов спорта, возраста и пола в зависимости от мощности выполняемой физической нагрузки.

Материалы и методы. В исследованиях принимали участие спортсмены мужского и женского пола в возрасте 22-35 лет, в количестве 76 человек, занимающиеся видами спорта на выносливость (группа 3 – мужчины 22-35 лет, группа 6 – женщины 22-35 лет) и развивающие скоростно-силовые качества (группа 5 – мужчины 22-35 лет, группа 7 – женщины 22-35 лет), имеющие спортивную квалификацию от мастера спорта до 1-го разряда. Кроме того, обследовались спортсмены мужского пола в возрасте 15-60 лет, в количестве 72 человек, занимающиеся видами спорта на выносливость (группа 1 - подростки, группа 2 – юноши, группа 3 – взрослые спортсмены 22-35 лет, группа 4 – взрослые спортсмены 36-60 лет), имеющие спортивную квалификацию от мастера спорта до 1-го разряда.

Для выявления физиологических сдвигов, направленных на процесс срочной адаптации организма к факторам окружающей среды, нами был разработан и применялся комплексный подход, необходимость которого была продиктована тем, чтобы объективно оценивать модели вегетативного обеспечения двигательной деятельности по совокупности взаимосвязанных физиологических реакций. Изменение модели в процессе двигательной деятельности рассматривалась нами как смена одних физиологических реакций другими. Наш подход состоял в единомоментной регистрации многих элементов сердечно-сосудистой и дыхательной систем, которые представляют собой единую функциональную систему – кардиореспираторную. При определении показателей сердечно-сосудистой системы, одного из эффекторов кардиореспираторной системы, нами во время нагрузки повышающейся мощности на велоэргометре от 50 до 200 Вт записывалась дифференциальная реограмма по В.Кубичеку (1970), в модификации Ю.С.Ванюшина (2011). По ней определялись частота сердечных сокращений (ЧСС), ударный объем крови (УОК) и минутный объем кровообращения (МОК) во всех исследуемых группах.

Результаты и обсуждение. В результате проведенных исследований спортсменов всех групп, независимо от вида спорта, возраста и пола при выполнении физической нагрузки на велоэргометре повышающейся мощности получены следующие данные сердечно-сосудистой системы (таблица). Как видно, ЧСС в группах испытуемых независимо от вида спорта, возраста и пола с увеличением мощности работы на велоэргометре постепенно повышалась. Такой рост данного показателя в большей степени наблюдался в группах спортсменок женского пола, в группе мужчин, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта и в группе подростков, занимающихся видами спорта на выносливость. Это привело нас к заключению, что чем реже ЧСС в покое, тем меньше ЧСС при нагрузке мощностью в 200 Вт. Это характерно для групп юношей и мужчин, занимающихся видами спорта на выносливость. Следовательно, спортсмены, тренирующиеся в видах спорта на выносливость, сохраняют определенные резервы в деятельности сердца. У них меньше хронотропная реакция сердца на работу, что при возрастающей нагрузке дальнейшее увеличение ЧСС может способствовать значительному росту одного из важнейших показателей в обеспечении организма кислородом, а именно, МОК. Доказано, что основным оптимизирующим фактором у тренированных спортсменов, в видах спорта на выносливость, является увеличение УОК. Данный механизм является наиболее эффективным, т.к. при этом частота сердцебиений снижена. Стало быть, есть возможность роста сердечного выброса за счет увеличения ЧСС. Об этом свидетельствует взаимосвязь между ЧСС-PWC₁₇₀ и ЧСС-PWC₁₇₀/кг, которая с повышением мощности нагрузки постепенно увеличивалась, достигая высокой степени выраженности при работе на велоэргометре мощностью в 200 Вт. Корреляционная связь между УОК-PWC₁₇₀ имела ту же направленность. Однако степень выраженности была слабой, а отношения между УОК-PWC₁₇₀/кг изменялись без определенных закономерностей. В этом случае, по-видимому, можно говорить о хроноинотропной зависимости, когда рост ЧСС сопровождался усилением сократительной способности миокарда.

В группах юношей и взрослых спортсменов оба параметра сердечного выброса - ЧСС и УОК действуют в одном направлении, что способствует значительному росту сердечного выброса. При нагрузке мощностью в 50 Вт межгрупповое различие не нашло математического подтверждения, однако в дальнейшем приобрело достоверный характер. Это можно рассматривать, как определенное достижение адаптации, связанное с большим базальным резервным объемом крови в группах взрослых спортсменов и юношей, чем у спортсменов других групп.

Оба детерминанта сердечного выброса - ЧСС и УОК не всегда могут действовать в одном направлении и между ними возникают взаимоотношения, в результате которых положительный хронотропный эффект перекрывает инотропный, связанный с неизменностью УОК. Это мы наблюдали в группе подростков, начиная с нагрузки мощностью в 50 Вт. У представителей скоростно-силовых видов спорта увеличение МОК также происходило в результате хронотропной реакции сердца. При этом хронотропный эффект увеличенной частоты сердцебиений перекрывал инотропный, связанный с неизменностью УОК, что мы и наблюдали в данной группе, начиная с нагрузки мощностью в 100 Вт. Аналогичную закономерность следует отметить в группах спортсменок, независимо от вида спорта, при выполнении ими нагрузок мощностью от 50 до 150 Вт. В этом случае, рост сердечного выброса сопровождался только увеличением ЧСС, в то время как УОК, начиная с нагрузки мощностью в 50 Вт, оставался практически неизменным. Это привело к тому, что МОК в группах спортсменов-мужчин, занимающихся видами спорта на выносливость, был на достоверную величину больше, чем в других группах испытуемых при тех же нагрузках.

В группах юношей и взрослых спортсменов оба параметра сердечного выброса - ЧСС и УОК действуют в одном направлении, что способствует значительному росту сердечного выброса. При нагрузке мощностью в 50 Вт межгрупповое различие не нашло математического подтверждения, однако в дальнейшем приобрело достоверный характер. Это можно рассматривать как определенное достижение адаптации, связанное с большим базальным резервным объемом крови в группах взрослых спортсменов и юношей, чем у подростков.

В связи с тем, что уровень отношения УОК и ЧСС отражает механизм регуляции деятельности сердца, то нами был проведен сравнительный корреляционный анализ. Отрицательная зависимость УОК и ЧСС проявилась во всех группах испытуемых, начиная с нагрузки мощностью в 100 Вт. При этом наиболее высокая степень проявления этих связей отмечается при работе на велоэргометре в 150 и 200 Вт, независимо от возраста спортсменов.

Таким образом, исходная модель вегетативного обеспечения двигательной деятельности спортсменов во время нагрузки повышающейся мощности на велоэргометре подвержена изменениям. При помощи предлагаемой модели мы можем производить оценку адаптационных изменений сердечно-сосудистой системы, как одного из важнейших эффекторов кардиореспираторной системы, деятельность которой направлена на обеспечение организма спортсменов кислородом и акцентировано развивать те, или иные элементы вегетативного обеспечения двигательной деятельности, а именно, кардиореспираторной системы. Величины сердечного выброса при нагрузке повышающейся мощности в различных возрастных группах имели свои особенности, что определялось функциональными возможностями сердца увеличивать УОК. При этом в группах юношей и взрослых спортсменов сохранялись определенные резервы в деятельности сердца за счет низких показателей как исходной, так и при работе на велоэргометре частоты сердцебиений. Это при дальнейшем возрастании физической нагрузки может способствовать росту МОК в результате увеличения ЧСС. Однако при нагрузке мощностью 200 Вт своего предела достигла хронотропная функция сердца в группах подростков-спортсменов, мужчин, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта и в группах женщин, независимо от вида спорта, в то время как в других группах наблюдался дальнейший рост ЧСС. Это является свидетельством резервных возможностей сердечной мышцы в группах юношей и взрослых спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость. Следовательно, построение обобщающих моделей срочной адаптации вегетативного обеспечения двигательной деятельности спортсменов при нагрузке повышающейся мощности зависят от таких показателей, как ЧСС и УОК, которые изменяются, влияя на модель во время нагрузки повышающейся мощности. В начале работы на модель вегетативного обеспечения двигательной деятельности оказывают влияния оба показателя сердечно-сосудистой системы – ЧСС и УОК, а в дальнейшем – один из параметров сердечно-сосудистой системы. На различные варианты моделей оказывают влияние вид спорта, возрастно-половые особенности, занимающихся спортом, и мощность выполняемой физической нагрузки. Используемый нами в исследованиях подход необходим для сравнения различных моделей вегетативного обеспечения двигательной деятельности, а изменение моделей, которые представляют собой совокупность взаимосвязанных физиологических реакций, следует рассматривать как смену одних физиологических реакций другими.

Таблица

Абсолютные показатели деятельности сердца (ЧСС, уд/мин; УОК, мл; МОК, л/мин) в группах подростков (1), юношей (2), взрослых (3, 4, 5) спортсменов мужского пола и спортсменок (6, 7) при нагрузке повышающейся мощности