ХРОНОБИОЛОГИЯ, ИНДИВИДУАЛИЗАЦИЯ И ПРОГНОЗ В СПОРТЕ

ХРОНОБИОЛОГИЯ, ИНДИВИДУАЛИЗАЦИЯ И ПРОГНОЗ В СПОРТЕ

Доктор биологических наук, профессор В.И. Шапошникова

Государственный научно-исследовательский институт спортивно-оздоровительных технологий (ГНИИ СОТ), Санкт-Петербург

Современные спортивные достижения достигли такого высокого уровня, что нужны новые подходы к построению тренировочного процесса и особенно к сохранению здоровья спортсмена.

Ученые разных стран отмечают увеличение количества случаев заболеваний сердечно-сосудистой системы спортсменов. Отмечаются и случаи внезапной смерти спортсменов на соревнованиях и на тренировках. Спортсмены, закончившие свою спортивную карьеру, нередко имеют различные заболевания и даже становятся инвалидами.

Современные исследования позволяют ставить вопрос о необходимости нового подхода к планированию физических нагрузок с учетом индивидуального состояния организма спортсмена.

Новый век открывает большие возможности для интенсивного развития таких перспективных научных направлений, как хронобиология и гелиобиология.

Закономерности этих наук стали использоваться с целью сохранения здоровья и работоспособности человека.

Исследование многолетней динамики спортивных результатов высококвалифицированных спортсменов позволило открыть новую биологическую закономерность - двухгодичные биологические ритмы у лиц женского пола и трехгодичные - у лиц мужского пола. Приросты спортивных результатов значительно увеличиваются у талантливых спортсменов через два года на третий, а у спортсменок - через год (В.И. Шапошникова, 1969, 1984). Трехгодичные биологические ритмы прироста ряда функциональных признаков были обнаружены А.А. Гладышевой и Л.И. Конча (1969) по изменению скорости роста продольных размеров тела

Существуют трехгодичные периоды снижения иммунных возможностей человека: через два года на третий наступают рецидивы туберкулеза (В.Р. Левин, 1970).

В совместных исследованиях с НИИ педиатрии РАМН (лаборатория Р.П. Нарциссова) по цитохимическим показателям крови была определена двухгодичная периодичность у лиц женского пола и трехгодичная - у лиц мужского пола. Определено, что у лиц женского пола каждый второй год характеризуется более медленным развитием, возрастает риск заболеваний. Трехгодичный ритм выявлен у мужчин по основным параметрам показателей крови, а двухгодичный - по второстепенным. Каждый год многолетних биоритмов по показателям цитохимических исследований имеет четко проявляющийся максимум и минимум активации ферментного статуса клеток [7 и др.]. В цитохимической оценке здоровье характеризуется жизнеспособностью в отличие от существующей - критерия жизнедеятельности.

Т.С. Пронина [12] показала, что возрастная динамика гипофизарно-надпочечниковой системы отражает трехлетний волновой процесс становления эндокринных функций.

Вышеприведенные данные позволяют считать, что периодичность изменения величин спортивных результатов и иммунных возможностей человека является выражением многолетних биологических ритмов человека. Однако характер биоритмов у человека может быть различным по амплитуде колебаний и величине максимальных значений (пиков). Талантливые спортсмены отличаются четкостью проявления данной ритмичности и величиной приростов спортивных результатов (в пределах возрастных границ, которые взаимосвязаны со спецификой того или иного вида спорта).

Проверка реальности подобного прогноза при рассмотрении многолетней динамики спортивных результатов (339 сильнейших спортсменов-легкоатлетов, пловцов, штангистов), показала, что прогноз подтверждается в 67-83% случаев. Учитывая выявленные возможные максимальные и минимальные величины процентов прироста спортивных результатов в каждом из видов легкой атлетики в определенном возрастном диапазоне, можно получать и более конкретный прогноз возможного результата [18].

Одновременность активизации гормональной функции надпочечников и половых желез, периодически наступающая вследствие различия величин их периодов, необходима, чтобы проанализировать скачки в приросте соматических признаков и проявлении функциональных возможностей.

У детей, растущих вяло (монотонно), ростовые скачки слабо выражены, и потому можно прогнозировать отсутствие больших скачков в проявлении функциональных возможностей.

Следовательно, учитывая биологическую закономерность, можно прогнозировать многолетние приросты спортивных результатов и осуществлять индивидуальное планирование тренировочной нагрузки.

О многолетних периодах изменения интенсивности творческой активности писал и Н.Я. Пэрна [13].

Нерешенным пока остается вопрос о возможном существовании в 3-годичном цикле двух фаз по 18 месяцев. В работе J. Gutjar, H.Kunkel (1978) имеются сведения о существовании 18-месячных периодов изменения функционального состояния человека. Возможно, что этим может объясняться наличие трех групп спортсменов, у которых скачки в приросте результатов происходят в разные возрастные периоды (в 18, 21 год и т.д. или в 19, 22 года и т.д.).

При изучении многолетних биологических ритмов четко проявилось наличие годового цикла с максимумами и минимумами параметров функционального состояния человека.

Еще в 1963 г. K. Fischer и E.T. Pengelliy определили у человека наличие годового эндогенного (внутреннего) цикла, не связанного с календарным годом. Анализ тридцатилетних записей историй болезни позволил им определить существование закономерности, отражающей внутренний годовой цикл.

F. Halberg, A Reinberg [22] cообщили о результатах наблюдений за здоровым мужчиной в течение 16 лет. Изучались ежедневные пробы по объему мочи, содержанию в ней 17-КС, показатели температуры тела. Спектральный анализ позволил выявить около 30-дневные ритмы в годовых циклах.

A. Reinberg (1971) доказал, что существует годовой цикл метаболизма калия, колебаний показателей пульса, температуры тела, плазматического кортизола, плазматического тестостерона, 17-КС мочи, половой активности и пищевых реакций. Ученый отметил, что метаболизм калия является предсказуемым процессом и не связан с календарным годом.

Годовой цикл, равный 365 дням, был получен по результатам анализа 11 500 записей ЭЭГ у больных и здоровых людей (J. Gutjar et al.,1978).

Была выдвинута гипотеза [17], согласно которой первый годовой эндогенный цикл начинается от зачатия и завершается через три месяца после рождения ребенка. Генетическая программа первого года (последовательное чередование периодов повышения интенсивности метаболизма и периодов увеличения двигательной активности плода) повторяется в каждом последующем годовом эндогенном цикле: вначале по росту и развитию ребенка, а далее по физиологической регенерации (процессам обновления организма).

Эта гипотеза основывается на работах И.А. Аршавского [1 и др.], в которых ученый различает две формы избыточного метаболизма: избыточное образование живой протоплазменной массы, увеличивающей внутреннюю энергию и процессы роста, и избыточное образование свободной (структурной) энергии, обеспечивающей работоспособность организма. Периодически осуществляемая двигательная активность плода представляет определенную форму пищедобывательной активности, а через индукцию образующегося избыточного анаболизма приобретается энергия для дальнейшего роста и развития. И.А. Аршавский [1] подчеркивает роль двигательной активности в качестве основного фактора декодирования программы индивидуального развития, что является необходимым условием для дальнейшего обеспечения метаболической функции. Волнообразное изменение интенсивности обменных процессов и двигательной активности - фундаментальная биологическая закономерность и необходимое условие, обеспечивающее рост, обновление и выживание организма.

Можно сказать, что двигательная активность необходима человеку в любом возрасте, но в определенные периоды роста (развития и обновления организма) она не должна быть чрезмерной, ее следует применять в соответствии с биологическими ритмами человека. В исследованиях на бойцовских молодых петухах было показано, что при чрезмерных физических нагрузках и стрессах происходит недоразвитие некоторых внутренних органов.

Рассматривая периоды годового эндогенного цикла, мы для простоты восприятия стали употреблять термин "индивидуальный год" (ИГ), отсчитывая его месяцы не от начала зачатия, а от даты рождения. В этом случае 4-й месяц от даты рождения будет соответствовать 1-му месяцу эндогенного года (от зачатия), а 12-й от даты рождения - 9-му месяцу эндогенного года [17, 18]. При изучении распределения 1400 случаев (по месяцам ИГ) инфаркта миокарда (ИМ), внезапной смерти больных гипертонией было определено, что количество случаев существенно увеличивается в месяц перед датой рождения (д.р.). Количество случаев ИМ (412 случаев без летальных исходов) было значительным во 2-м месяце ИГ. Обращает на себя внимание и двухмесячное изменение величин заболеваний инфарктом в цикле ИГ: в четные месяцы ИГ количество случаев 168, а в нечетные - 244.

Подобные двухмесячные изменения величин содержания в моче 17-кетостероидов в годовом цикле были представлены в публикации по итогам 16-летних ежедневных наблюдений за здоровым мужчиной [22].

Совместно с ЦНИИ туберкулеза было изучено распределение количества случаев (по месяцам от даты рождения) острых воспалительных заболеваний органов дыхания неспецифической этиологии (В.Р. Левин и др., 1975), и месяц перед д.р. оказался также наиболее неблагоприятным.

В совместных исследованиях с Р.П. Нарциссовым и его сотрудниками (НИИ педиатрии РАМН) по цитохимическим показателям крови было определено, что 12-й месяц от д.р. наименее жизнестоек [7 и др.]. В этом месяце возможны заболевания, повышен риск летальных исходов, ухудшены адаптационные возможности организма при физических и других нагрузках. Каждый месяц ИГ имеет свои особенности. Например, 9-й месяц у мужчин характеризуется омоложением всего организма, причем это повторяется ежегодно. Однозначно высокие адаптационные возможности, высокая жизнестойкость, наименьший риск заболеваний и летальных исходов отмечается у лиц женского и мужского пола в 1-й месяц от д.р.

В первый месяц от д. р. определено и наибольшее количество личных рекордов спортсменов [17 и др.].

В исследованиях по годовому циклу (ИГ), проведенных Н.А. Барбараш и др. (1990), определено, что 12-й и 2-й месяцы ИГ являются зонами риска для людей с заболеванием ишемической болезнью сердца (ИБС).

Н.И. Лазик (1997) показала, что при аорто-коронарном шунтировании (АКШ) количество осложнений после операции увеличивается, если операция была сделана на 12-м месяце ИГ. Изучая гормональную активность перед и после операции по АКШ, Н.И. Лазик установила, что людям с ИБС не следует идти на операцию в 1-м месяце от д.р., ибо гиперсекреция гормонов при эмоциональном стрессе (ожидание операции на сердце) приводит к прединфарктному состоянию и коронарной недостаточности. Первые 6 месяцев ИГ характеризуются большими потенциальными возможностями гипоталамо -гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС): она более "агрессивна" в ответной реакции на внешние и внутренние воздействия.

B совместных исследованиях с НИИ детских инфекций (Л.А. Черная и др., 1981) было установлено, что при прививках, сделанных во 2-й и 12-й месяцы ИГ, количество осложнений достоверно увеличивается.

Заболевания детей скарлатиной (2134 случая) в первой половине ИГ ниже среднегодового показателя и увеличиваются во второй половине ИГ, особенно на 8-й и 12-й месяцы ИГ [18, 20]. Среди детей от 1 года до 5 лет среднемесячное количество заболеваний составило 58 случаев, а у детей от 6 до 14 лет - 119.

Определено, что у здоровых людей в последние три месяца перед датой рождения отмечаются напряжение механизмов адаптации, повышение тревожности, учащение выявления гипертонии, снижение параметров физической работоспособности и иммунитета. В данном аспекте наиболее благоприятна первая половина ИГ (Н.А. Барбараш, Н.И. Лазик, В.И. Шапошникова и др., 2000). Ученые определили, что лучшими месяцами ИГ для проведения операций на сердце являются 4, 5 и 6-й, а наиболее выраженными зонами риска - 2, 8 и 12-й месяцы ИГ. В последние месяцы перед д.р. отмечена наиболее выраженная депрессия показателей клеточного иммунитета, снижена иммунологическая защита организма в сочетании с истощением стрессреализующего и стресслимитирующего звена ГГНС (Н.И. Лазик, 1997).

Полученные данные дают основание рекомендовать проведение медицинского обследования спортсменов именно в зоны риска, ибо более четко могут проявиться отклонения в состоянии здоровья. Во время этих зон следует активизировать профилактические и восстановительные мероприятия.

Проведенные исследования позволяют ответить на вопрос: почему в первый месяц от д.р. и в день рождения у спортсменов выявлено наибольшее количество установленных личных рекордов?

Н.И. Лазик определила, что гиперреактивность гормонов при стрессе у больных ИБС на 1-м месяце от д.р. вызывает риск развития периоперационного инфаркта миокарда (больший в 4,5 раза), но вероятность возникновения гнойно-септических осложнений в это время меньше, чем в другие периоды. У здоровых спортсменов стресс перед соревнованием и как следствие гиперреактивность определенных гормонов позволяют повышать физические возможности. Как уже отмечалось, месяц перед д.р. в годовом эндогенном цикле соответствует 9-му месяцу пренатального развития.

Стресс, который испытывает ребенок во время рождения, позволяет организму противостоять гипоксии в матке перед родами и адаптироваться к новым условиям среды после родов. Этот момент по механизму долговременной памяти (импринтинга) запоминается и в последующие годы жизни может повторяться в этот период ИГ при ситуациях, аналогичных подобному стрессу.

Почему же в настоящее время происходит "естественный отбор" в спорте? Вышеприведенные данные позволяют утверждать, что первая половина ИГ характеризуется большими адаптационными и потенциальными возможностями спортсмена, меньшим риском травм и заболеваний (за исключением 2-го месяца ИГ), наибольшим количеством личных рекордов.

Индивидуальный год взаимодействует и с сезонами календарного года. В исследованиях Ю.Г. Солонина [15], Н.А. Барбараш и др. [4] показано, что условия зимних месяцев (более, чем все другие) отрицательно влияют на организм человека (увеличивается минутный объем кровообращения, ухудшаются условия восстановления после нагрузки, снижается гипоксическая устойчивость). Следовательно, у лыжников и конькобежцев, родившихся осенью или в начале зимы, первые, более благоприятные, месяцы ИГ позволяют лучше противостоять неблагоприятным условиям среды и проявлять свои физические возможности. Последние три месяца перед д.р. характеризуются наибольшим уровнем личностной тревожности, отражающей склонность к психоэмоциональному стрессу [3, 4].

В четырех сильнейших командах футболистов Европы 2000 г. (Франция, Италия, Голландия и Испания) только 13 - 18% игроков зимних месяцев рождения. Наиболее благоприятное время ИГ (при рождении весной или летом) приходится на основной (летне-осенний) сезон ответственных игр. У более слабой в данном сезоне команды, сборной Румынии, 40,9% игроков - зимних месяцев рождения, а в команде Англии - 36,3% (В.Н. Цветков, В.И. Шапошникова, 2001).

Результаты исследований позволяют утверждать, что для сохранения здоровья спортсмена необходима индивидуализация тренировочного процесса с учетом выявленных биологических закономерностей.

Знание зон риска ИГ каждого спортсмена позволит избежать отклонений в состоянии здоровья, перенапряжений нервно-мышечной системы, сердца и опорно-двигательного аппарата. Можно сказать, что в эти периоды ухудшаются внимание, психологическое состояние человека, возможны ошибки и травмы.

В школах для юных спортсменов целесообразно вводить двойную специализацию (летний и зимний виды спорта): это позволит избежать отсева из спортивных школ талантливых спортсменов и даст возможность проявить себя в каком-либо одном (летнем или зимнем) виде спорта.

Талантливые спортсмены могут рождаться в разные сезоны года, как быть в данном случае? Индивидуализация нагрузки, восстановительные мероприятия, массаж, а также профилактика травм и заболеваний, повышение релаксационных характеристик нервно-мышечной системы (как это впервые разработал и доказал в своих исследованиях Ю.В. Высочин [6, 7]), повышение гипоксической устойчивости применением специальных упражнений и другие мероприятия и восстановительные средства дадут свои результаты.

Особо следует обратить внимание на возрастные периоды снижения функциональных возможностей у спортсменов сборных команд страны. Нередко неудачное выступление в данном сезоне ведет к отчислению спортсмена из команды и, что еще страшнее, к психологическому воздействию, высказываниям о неперспективности данного спортсмена, отсутствии у него волевых качеств. Исследование многолетней динамики спортивных результатов сильнейших спортсменов мира позволило заключить, что периодическая скачкообразность в приросте результатов - один из признаков талантливости спортсмена, а талантливость тренера должна проявляться в стремлении индивидуализировать тренировочные нагрузки с целью поддержания достигнутого спортсменом состояния тренированности. Периодичность в изменении темпов прироста спортивных результатов, закономерности годового эндогенного цикла надо учитывать при планировании, прогнозировании и проведении тренировочного процесса. Это позволит индивидуализировать тренировочный процесс.

Спринтер с мировым именем Валерий Борзов пишет: "Изучая биоритмы (которым, признаюсь, прежде я не придавал значения, но теперь учитываю их в своей повседневной работе), ученые пришли к интересному выводу: оказывается, для спортсменов-мужчин характерен трехгодичный цикл активности. Это значит, что если в данном году спортсмен выступает очень успешно, у него все получается, его "несет"". И далее о другом периоде: "Что при этом ощущаешь? Конкретно - ничего особенного. Но уже не "несет", нет постоянного желания тренироваться, это отражается на тонусе, на настроении, возникает предрасположенность к хворям и травмам. Начинаешь придавать первостепенное значение таким вещам, как дорожка, массаж, режим и прочее, в общем-то безусловно важным, но если прежде ты просто принимал их к сведению и как-то приспосабливался, то теперь они тебе серьезно досаждают" (В. Борзов, журн. "Смена").

Литература

1. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития. - М.: Наука,1982. - 269 с.

2. Барбараш Н.А., Лазик Н.И., Миляева М.В. и др. Индивидуальный годичный цикл изменений уровня здоровья и устойчивости организма здоровых лиц и больных ИБС // 4-й Нац. конгресс по профилактической медицине и валеологии. СПб. 1997, с. 21 - 22.

3. Барбараш Н.А., Лазик Н.И., Шапошникова В.И. и др. Изменение устойчивости сердечно-сосудистой системы у больных ИБС и здоровых лиц в течение индивидуального года // Российский кардиологический журн. 2000, № 6 (26).

4. Барбараш Н.А., Лазик Н.И., Шапошникова В.И. и др. Изменение устойчивости сердечно-сосудистой системы больных ИБС и здоровых лиц в течение индивидуального года //Российский кардиологический журнал, 2000, № 6, с. 16 - 20.

5. Белкина Н.В., Шапошникова В.И., Шищенко В.М. и др. Годовой эндогенный цикл ферментного статуса клеток крови детей и взрослых // ГЦНМБ. № 24353 от 31.10.1994. М., 1994. - 57 с.

6. Высочин Ю.В. Физиологические механизмы защиты, повышения устойчивости и физической работоспособности в экстремальных условиях спортивной и профессиональной деятельности. Докт. дис. Л., 1990. - 490 с.

7. Высочин Ю.В., Денисов А.А., Лукоянов В.В. Здоровье нации, государственная программа Российской Федерации. - СПб.: АНБ, 2000. - 59 с.

8. Голубева Е.Л. Развитие двигательной активности плода человека //Очерки по физиологии плода и новорожденного //Под ред. В.И. Бодяжиной, 1969, с. 27 - 29.

9. Лазик Н.И. Биоритмологический подход к прогнозированию результатов аорто-коронарного шунтирования: Канд. дис. Томск, 1998. - 140 с.

10. Левин В.Р. О возможной 3-годичной периодичности в биологических системах//Биофизика. 1969, №1, с. 199-203.

11. Нарциссов Р.П., Шапошникова В.И., Нарциссов Я.Р. и др. Компьютерная программа для расчета индивидуального календаря//Тез. докл. III Междунар. научно-практ. конф. Традиционные и нетрадиционные методы оздоровления детей. Дубна. 1994, с. 91.