УДК 796.01:612

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГА АНАЭРОБНОГО ОБМЕНА В СПОРТЕ

АЛТУХОВ Николай Дмитриевич

Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодёжи и туризма (ГЦОЛИФК), НИИ спорта, Москва

Кандидат биологических наук, тел. 8-916-176-23-87

 

 

 

ВОЛКОВ Николай Иванович

Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодёжи и туризма (ГЦОЛИФК), НИИ спорта, Москва

Доктор биологических наук, профессор, завкафедрой биохимии, завлабораторией спортивной работоспособности НИИ спорта

АЛЕКСАНДРОВА Вероника Анатольевна

Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодёжи и туризма (ГЦОЛИФК), НИИ спорта, Москва

Кандидат педагогических наук

ШИЯН Виктор Владимирович

Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодёжи и туризма (ГЦОЛИФК), НИИ спорта, Москва

Доктор педагогических наук, профессор

Ключевые слова: паттерны дыхания, легочная вентиляция, объем выдоха, частота дыхания, порог анаэробного обмена, вентиляционный приход, вентиляционный долг.

Аннотация. 11 спортсменов, 9 мужчин и 2 женщины, выполняли на третбане тест со ступенчато повышающейся нагрузкой до отказа. В условиях покоя, во время работы и в период восстановления в режиме каждого выдоха регистрировались показатели легочного газообмена и ЧСС. Величина ПАНО (% от МПК), определенная тремя различными методами, оказалась приблизительно одинаковой, статистически не различалась и не зависела от уровня спортивной подготовленности. Максимальное время выполнения упражнения зависело от уровня МПК (r = 0,911). Величина VE-D зависела от VE-in (r = 0,950).

A COMPARATIVE ANALYSIS OF DETERMINING THE THRESHOLD OF ANAEROBIC METABOLISM IN SPORTS

ALTUKHOV Nikolai
Russian State University of Physical Culture, Sport, Youth and Tourism (GTSOLIFK), Institute of Sport, Moscow
Ph.D., of Biological Science tel. 8-916-176-23-87

VOLKOV Nikolai
Russian State University of Physical Culture, Sport, Youth and Tourism (GTSOLIFK), Institute of Sport, Moscow
Doctor of Biological Sciences, prof., рead of the department, вiochemistry, нead оf laboratory Sports Health Institute of Sport.

ALEKSANDROVA Veronica
Russian State University of Physical Culture, Sport, Youth and Tourism (GTSOLIFK), Institute of Sport, Moscow
Candidate of Pedagogical Sciences

SHIYAN Viktor
Russian State University of Physical Culture, Sport, Youth and Tourism (GTSOLIFK), Institute of Sport, Moscow
Doctor of Education, Professor

Keywords: breathing patterns, ventilation, tidal volume, breathing frequency, the anaerobic threshold, ventilation income, ventilation debt.

Summary. 11 sportsmen, of them 9 men and 2 women exercises incremental test on treadmill to exhaustion. In rest, during the exercise test and in time restorations were registered in mode breath-by-breath pulmonary gas exchange and heart rate. Value of VT, determined with three different methods, was approximate identical for all participants of experiment, was statistically done not distinguish between and not depended from sports readiness and specialization. Maximum time of performance of exercise depended from level of maximum oxygen consumption (r = 0.911). Value of ventilation debt depended from ventilation income (r = 0.950).

Введение. Уровень результатов в спортивной борьбе во многом определяется развитием спортивной работоспособности [4]. Совершенствование процесса подготовки спортсменов высокого класса неизбежно связано с поиском оптимальных путей ее повышения. Она является фундаментом для развития двигательных качеств, становления технико-тактического мастерства и других сторон подготовки. В процессе подготовки спортсменов необходимо периодически оценивать уровень их физических кондиций с целью определения аэробных и анаэробных возможностей. Традиционно в практике тестирования спортсменов используют тест со ступенчато повышающейся нагрузкой до появления выраженного состояния утомления и отказа от выполнения работы. Такой тест проводят преимущественно на велоэргометре или в беге на третбане. Использование газоаналитической аппаратуры позволяет определять такие важные параметры, как аэробную производительность, мерилом которых являются максимальное потребление кислорода (МПК) и порог анаэробного обмена (ПАНО). За последние годы определение уровня ПАНО различными методами [2, 3, 5] и его взаимосвязь с уровнем спортивной работоспособности стали почти "культовым" явлением в физиологической литературе [1] и источниках, посвященных исследованию спортивной деятельности [6]. Эти исследования посвящены как фундаментальным [5, 7], так и прикладным аспектам научной деятельности [8]. В исследовательской литературе, касающейся спортивной борьбы, данному показателю не уделялось достаточного внимания. Кроме того, практически не изучалось изменение таких важных интегральных показателей, как вентиляционный приход (ВП) и вентиляционный долг (ВД) и их взаимосвязь с показателями аэробной и анаэробной производительности.

Исходя из изложенных выше соображений, целью наших исследований явилось изучение изменений параметров аэробного и анаэробного обмена у спортсменов, а также взаимосвязи уровня ПАНО с квалификацией спортсменов и их физиологическим статусом.

Методика и организация работы. В исследовании приняли участие 11 спортсменов, 9 мужчин, специализирующихся в вольной борьбе, имеющих квалификацию мастера спорта и мастера спорта международного класса в различных весовых категориях, и 2 женщины, занимающиеся профессиональным фитнесом.

Испытуемым было предложено выполнить в лаборатории тест со ступенчато повышающейся нагрузкой на третбане "H/P Cosmos Saturn" (Германия) до отказа. Испытуемые после пятиминутной разминки начинали выполнение теста при скорости 1,5 м/с при нулевом угле наклона. Продолжительность каждой ступеньки составляла 2 мин. В процессе выполнения теста регистрировались параметры внешнего дыхания спортсменов: объем выдоха, частота дыхания и легочная вентиляция в режиме каждого выдоха. Выдыхаемый воздух анализировался для определения содержания в нем концентрации кислорода и углекислоты с помощью "Cortex Metalyser 3B-R2" (Германия), частота сердечных сокращений в режиме усреднения 5 с, с помощью прибора фирмы "POLAR" (Финляндия). Регистрируемые параметры были использованы для расчета скоростей потребления О2 и выделения СО2, дыхательного коэффициента, вентиляционных эквивалентов потребления О2 и выделения СО2. Данные показатели рассчитывались автоматически программой, входящей в состав "Cortex Metalyser 3B-R2". Этой же программой определялся уровень ПАНО по методу V-slope [5]. Дополнительно этот показатель определялся графическим методом путем анализа соотношения значений легочной вентиляции и потребления кислорода и легочной вентиляции и ЧСС.

Результаты и их обсуждение. Как свидетельствуют результаты, представленные в таблице, средняя продолжительность теста в лаборатории составила 13,7±2,9 мин при индивидуальном разбросе от 8 до 17,5 мин. Самая большая продолжительность выполнения теста отмечена у борцов, имеющих уровень МПК 66-68 мл/мин/кг.

Продолжительность выполнения упражнения тесно коррелировала (r = 0,91, р<0,001) с уровнем МПК, отнесенным к единице массы тела. Этот эффект не зависел от спортивной квалификации участников эксперимента или принадлежности спортсменов к той или иной весовой категории. Наименьшее время выполнения теста отмечено у обеих женщин, принимавших участие в тестировании и имевших самые низкие из зарегистрированных показатели аэробной производительности, что хорошо согласуется с недавними результатами французских авторов, исследовавших метаболическую стоимость упражнений в спортивных танцах [10]. У принимавших в эксперименте борцов величина достигнутого максимального объема выдоха относительно невелика, кроме того, возрастание этого показателя во время теста не происходит скачкообразным способом, уровень плато достигается только к концу упражнения и его размер незначителен, что отличается от данных спортсменов, тренирующихся на выносливость [1]. Следует отметить, что уровень легочной вентиляции, достигнутый борцами в конце упражнения, достаточно велик (см. таблицу) и сравним с величинами, характерными для спортсменов соответствующей спортивной квалификации в видах спорта на выносливость [8]. Очевидно, что данный эффект может быть обусловлен только очень высокой частотой дыхания. Известно, что такой паттерн дыхания (высокий уровень легочной вентиляции при невысоком объеме выдоха и большой частоте дыхания) характеризуется значительными энергетическими тратами дыхательных мышц [17] и с точки зрения энергетических затрат не очень эффективен. По всей видимости, профессиональная деятельность борцов вольного стиля, для которой во время схватки характерно нахождение в зоне гликолитического энергетического обеспечения с быстрыми и короткими паузами относительного отдыха [4], накладывает свой отпечаток на отбор в данный вид спорта людей с генетически обусловленным соответствующим паттерном дыхания. Для принимавших участие в эксперименте двух женщин характерен паттерн дыхания с достижением устойчивого плато в объеме выдоха и относительно высокой частотой дыхания в момент отказа от выполнения теста, но уровень достигаемых значений невелик, что, однако, хорошо согласуется с литературными источниками [10].

Представлялось важным определение величины ПАНО у борцов и сравнение этих данных с данными спортсменов из других видов спорта, предъявляющих иные требования к энергетическому обеспечению их выполнения. Как упоминалось выше, уровень ПАНО рассчитывался специализированной компьютерной программой по методу V-slope [8], то есть по точке изменения наклона соотношения скоростей потребления кислорода и выделения углекислоты. Величина ПАНО составила в среднем по группе 0,79±0,05 % от уровня достигнутого значения МПК с индивидуальной вариативностью от 0.71 до 0.88%, что считается хорошим показателем подготовленности спортсменов [11,12]. Наименьшие значения уровня ПАНО оказались у 2 борцов высокой спортивной квалификации, в то же время у принимавших участие в эксперименте женщин (с низким значением МПК) уровень ПАНО составил 0,76 и 0,8% соответственно. Вторым методом определения уровня ПАНО стало графическое представление соотношения "легочная вентиляция-скорость потребления кислорода" (см. рисунок).

Эргометрические и физиологические показатели достигнутые спортсменами при выполнении ступенчатого теста при беге на третбане

Соотношение "скорость потребления О2-легочная вентиляции" у спортсмена, занимающегося вольной борьбой, при выполнении ступенчатого теста при беге на третбане. По оси ординат - легочная вентиляция, л/мин, по оси абсцисс - скорость потребления О2 л/мин.

Данный график демонстрирует наличие хорошо выраженного перелома соотношения, и уровень потребления кислорода в этой точке соответствует ПАНО. Средняя величина уровня ПАНО, определенного этим методом, составила по всей группе испытуемых 0,81±0,05 от МПК с индивидуальной вариативностью от 0,74 до 0,90. Сходный перелом отмечается в соотношении ЧСС и легочной вентиляции.

Коэффициент корреляции между уровнем ПАНО, определенным тремя методами, составил 0,874 (р<0,001). Значение дыхательного коэффициента на уровне ПАНО составило 0,88±0,06 при индивидуальной вариативности от 0,81 до 0,96 (см. таблицу). Достоверных различий в значении данного показателя на уровне ПАНО обнаружено не было. Изложенное свидетельствует о хорошем соответствии этих трех методов определения уровня ПАНО. Уровень ПАНО, выраженный в процентах от МПК, в данном эксперименте практически не зависел от квалификации спортсменов и достигнутых ими эргометрических показателей.

Средний вентиляционный приход составил 797±303 л при индивидуальной вариативности от 235 до 1156 л, вентиляционный долг - 184±57 л при индивидуальном разбросе от 87,5 до 245 л, соотношение вентиляционный приход/вентиляционный долг было равно 0,246±,056 (от 0,193 до 0,386). Величина вентиляционного долга находилась в тесной корреляции с уровнем МПК (r = 0,805, р < 0.001), при сопоставлении этих показателей, отнесенных на единицу массы тела, коэффициент корреляции возрастал до значения 0,924 (р < 0,001). Продолжительность выполнения упражнения находилась в тесной зависимости от величины вентиляционного прихода (r = 0,952, Р < 0,001), немного меньшей зависимости от величины вентиляционного долга (r = 0,862, р < 0,001) и в отрицательной зависимости от соотношения вентиляционный долг/вентиляционный приход (r = - 0,841, р < 0,001). Величина накопленного вентиляционного долга зависела от вентиляционного прихода (r = 0.950, р < 0.001), причем эта зависимость практически не менялась при анализе только группы борцов (r = 0.924, р < 0.001). Как уже упоминалось выше, для участников проведенного исследования (особенно для группы борцов) был характерен паттерн дыхания с относительно невысокими значениями объема выдоха и большой частотой дыхания в момент отказа от выполнения упражнения. Вследствие этого представлял интерес анализ зависимости максимальных значений объема выдоха и частоты дыхания от величины накопленного вентиляционного долга. Коэффициент корреляции этого соотношения составил 0,786 (р < 0.001) и 0,671 (Р < 0,001) для частоты дыхания и объема выдоха соответственно.

Выводы

1. Величина ПАНО (% от МПК), определенная тремя различными методами, была приблизительно одинакова и не зависела от уровня спортивной подготовленности и специализации. Время выполнения теста зависело от уровня МПК, отнесенного к единице массы спортсмена.

2. Величина вентиляционного долга находилась в сильной зависимости (r = 0,950) от вентиляционного прихода, размер которого зависел от времени выполнения теста. Наибольшие значения этих показателей в абсолютных цифрах были зафиксированы у мужской части экспериментальной группы.

Литература

1. Алтухов Н.Д. Оценка уровня порога анаэробного обмена у спортсменов при выполнении напряженной мышечной деятельности в лаборатории и естественных условиях по показателям параметров внешнего дыхания / Н.Д. Алтухов, Н.И. Волков // Теория и практика физ. культуры. - 2008. - № 11. - С. 51-54.

2. Мякинченко Е.Б. Метод определения порога анаэробного обмена по легочной вентиляции при беге / Е.Б. Мякинченко, И.З. Бикбаев, В.Н. Селуянов, Р.К. Козьмин // Теория и практика физ. культуры. - 1984. - № 9. - С. 21-22.

3. Селуянов В.Н. Физиологические механизмы и методы определения аэробного и анаэробного порогов / В.Н. Селуянов, Е.Б. Мякинченко, Д.Б. Холодняк, С.М. Обухов // Теория и практика физ. культуры. - 1991. - № 10. - С. 10-18.

4. Шиян В.В. Влияние физического утомления борца на кинетику временных фаз броска прогибом / В.В. Шиян // Теория и практика физ. культуры. - 1996. - № 6. - С. 48-50.

5. Beaver W. A new method for detecting anaerobic threshold by gas exchange / W. Beaver, K. Wasserman. and B. Whipp // J. Appl. Physiol.1986; 60(6): 2020-2027.

6. Carey D.G. The respiratory rate as a marker for the ventilatory threshold: comparison to other ventilatory parameters / D. G. Carey, J. M. Hughes, R. L.Raymond, G. J.Pliego // J. Exercise Physiol.online 2005, 8. - 30-38.

7. James N.W. Determination of Anaerobic Threshold by Ventilatory Frequency / N.W. James, G.M. Adams, A.F. Wilson // Int J Sports Med 1989; 10: 192-196.

8. Rhodes E. Predicting marathon time from anaerobic threshold measurements / E. Rhodes and D. McKenzie // Physician and Sports Med. 1984; 12(1): 95-99.

9. Scheuermann B.W. Breathing patterns during slow and fast ramp exercise in man / B.W. Scheuermann, J.M. Kowalchuk // Exp. Physiol., 199. - 84. - 109-120.

10. Tan B. The Aerobic Demands of the Dance Simulation Game / B. Tan, A.R. Aziz, K.C. Chua // Int J Sports Med. - 2002. - № 23. - рр. 125-129.

11. Ward S.A. Ventilatory control in humans: constraints and limitations / S.A. Ward // Experimental Physiology. - 2007. - 92.2. - pp 357-366.

12. Wasserman K. Determinants and detection of anaerobic threshold and consequences of exercise above i / K. Wasserman // Circulation 76 (suppl. VI). - 1987; VI-29

  На главную    В библиотеку    Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!