Неспецифические адаптационные реакции в системе оценки биоэнергетических возможностей организма пловцов высокой квалификации

НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ АДАПТАЦИОННЫЕ РЕАКЦИИ В СИСТЕМЕ ОЦЕНКИ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА ПЛОВЦОВ

ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ

И.Л. РЫБИНА, А.И. НЕХВЯДОВИЧ, Республиканский научно-практический центр спорта, г. Минск, Республика Беларусь;

Е.А. ШИРКОВЕЦ, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК

Аннотация

В статье представлены данные изучения формирования различных типов неспецифических адаптационных реакций (НАРО) при мышечной деятельности у 119 пловцов высокой квалификации. Дан анализ взаимосвязи типа НАРО с биоэнергетическими критериями при проведении стандартного тестирования физической работоспособности. Выявлены ассоциации эффективности функционирования механизмов энергообеспечения и показателей физической работоспособности с типом неспецифических адаптационных реакций.

Abstract

This article presents results of study of non-specific adaptation reaction types of 119 highly qualified swimmers. Cycling test was performed and relationship of types of non-specific adaptation reactions to bioenergy criteria was determined. It was shown that type of non-specific adaptation reactions has association with physical performance and muscle activity energy mechanism.

Ключевые слова: неспецифические адаптационные реакции организма, биоэнергетические критерии, физическая работоспособность.

Key words: non-specific adaptation reactions, bioenergy criteria, physical performance.

Введение

Адаптационные изменения в организме спортсменов под влиянием физических нагрузок являются важным звеном в повышении физической работоспособности [1]. Отсутствие правильной организации тренировочного процесса в соответствии с индивидуальными возможностями спортсменов может являться причиной срыва адаптации. Проблема оценки адаптации организма спортсменов к тренировочным нагрузкам имеет не только биологическую, но и социальную значимость по причине тесной связи адаптационных процессов с физическими нагрузками и сохранением здоровья спортсменов. В связи с этим поиск надежных методов оценки адаптации является по-прежнему актуальным. Один из векторов поиска таких методов лежит в области изучения неспецифических адаптационных реакций организма (НАРО). Метод основан на изучении динамики клеточного состава периферической крови спортсменов под влиянием физических нагрузок и обоснован Л.Х. Гаркави с соавт. [2, 3]. Ими выдвинута и обоснована гипотеза, что в ответ на действие разных по интенсивности раздражителей развиваются различные по качеству адаптационные реакции организма, которые являются неспецифическими, комплексными и характеризуются определенным автоматизмом.

Определение типа неспецифических адаптационных реакций распространено в различных областях медицины (пульмонологии, гастроэнтерологии, педиатрии, онкологии и др.) для диагностики заболеваний, их профилактики, прогноза и эффективности лечения путем активационной терапии. Изучение типа ответа организма спортсменов на физическую нагрузку актуально в прак-

тике спорта, поскольку на каждом уровне реактивности организма формируется различный комплекс изменений в функционировании систем организма [4]. В ряде работ отражена идея целесообразности использования коэффициента соотношения нейтрофилы - лимфоциты для оценки стрессорности воздействия физических нагрузок и скорости последующего восстановления у спортсменов [5, 6, 8, 9], а также у лиц, не занимающихся профессиональным спортом [7, 10].

Следует отметить , что в специальной литературе недостаточно освещена проблема взаимосвязи типа адаптационных реакций и характера метаболических изменений под влиянием физических нагрузок. Это относится также к разработке методических подходов к контролю тренировочного процесса на основе оценки НАРО по лейкоцитарной формуле у спортсменов высокой квалификации.

Цель настоящего исследования - изучение частотного распределения различных типов адаптационных реакций, а также взаимосвязи показателей физической работоспособности с типом НАРО у спортсменов высокой квалификации, специализирующихся в плавании.

Испытуемые и методы исследований

В обследованиях приняли участие 119 пловцов высокой квалификации (59 мужчин и 60 женщин). Всего проведено 279 обследований спортсменов на протяжении многолетней подготовки. Тип НАРО определяли на основе исследования лейкоцитарной формулы в соответствии с критериями, разработанными применительно к спортсменам (табл. 1).

Таблица 1

Критерии оценки типа неспецифической адаптационной реакции по соотношению относительного содержания

лимфоцитов и нейтрофилов в периферической крови [4]

Номер реакции Лимфоциты, % Нейтрофилы, % Тип НАРО

1-я Менее 26 Более 60 Реакция хронического стресса

2-я 26-32 60-55 Реакция тренировки

3-я 33-38 54-50 Реакция спокойной активации

4-я 39-45 49-44 Реакция повышенной активации

5-я Более 45 Менее 44 Реакция переактивации

Тестирование спортсменов проводилось с использованием ступенчатого велоэргометрического теста «до отказа» и последующим определением биоэнергетических характеристик в различных зонах энергообеспечения. Результаты тестирования спортсменов распределены на группы в соответствии с типом НАРО. Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием методов описательной статистики, сравнительного анализа с использованием и-критерия

При исследовании выявлен значительный разброс данных встречаемости различных типов НАРО. У представителей обеих гендерных групп преобладало формирование реакций тренировки и спокойной активации, соответствующих благоприятному метаболическому фону. У мужчин наиболее часто встречалась нормальная реакция тренировки (35,1%), у женщин - реакция спокойной активации (33,3%). По сравнению с ними примерно в два раза меньше отмечалось число случаев с реакцией повышенной активации (16,2 и 17,3% случаев у мужчин и женщин соответственно). Невысокой частотой встречаемости характеризовалась реакция хронического стресса (12,6 и 14,9% у мужчин и женщин соответственно), а наименьшей - реакция переактивации (9,9 и 2,4% соответственно), свидетельствующих о напряженности адаптационных механизмов. Реакция переактивации достоверно чаще встречалась у мужчин, чем у женщин (р < 0,05).

Манна - Уитни для независимых переменных и критерия Фишера.

Результаты исследований и их обсуждение

Результаты исследований представлены в табл. 1-2 и проиллюстрированы на рис. 1-2. Выявлено, что у спортсменов в плавании выполнение тренировочных программ сопровождалось формированием различных адаптационных реакций (табл. 2).

Анализ изменения показателей физической работоспособности, уровня лактата и ЧСС у спортсменов при разных уровнях мощности работы в тесте со ступенчатым увеличением нагрузки выявил ряд особенностей реакции на нагрузку у мужчин и женщин (рис. 1).

У мужчин наибольшие показатели максимальной физической работоспособности отмечались у лиц с реакцией повышенной активации (4-я реакция), у женщин -с нормальной реакцией тренировки (2-я реакция). В обеих группах средний уровень физической работоспособности чаще выявлялся у лиц с реакцией тренировки и спокойной активации, а наименьший - с реакцией переактивации.

В зависимости от типа адаптационной реакции различалась энергетическая стоимость выполненной работы и ее эффективность. Наименьшая энергетическая стоимость выполненной работы и наибольшая ее эффективность отмечалась у мужчин с реакцией переактивации

Таблица 2

Частота встречаемости (%) различных типов адаптационных реакций у пловцов высокой квалификации

Адаптационные реакции Мужчины, п = 111 Женщины, п = 168

П % п %

1-я, реакция хронического стресса 14 12,6 25 14,9

2-я, реакция тренировки 39 35,1 54 32,1

3-я, реакция спокойной активации 29 26,1 56 33,3

4-я, реакция повышенной активации 18 16,2 29 17,3

5-я, реакция переактивации 11 9,9* 4 2,4

* Различия статистически достоверны (р < 0,05).

Медико-биологические проблемы спорта

и женщин с реакцией тренировки. Реакция повышенной активации у пловцов мужского пола характеризовалась высокой экономичностью выполняемой нагрузки во всех зонах энергообеспечения по сравнению с другими типами реакций.

В зависимости от типа адаптационной реакции выявлены различия реакции сердечно-сосудистой системы на выполняемую нагрузку (рис. 2).

Максимальные величины частоты сердечных сокращений отмечались у мужчин при выполнении работы

Мужчины

наибольшей мощности. Оптимальное функционирование организма достигается при благоприятной в метаболическом плане реакции повышенной активации. У женщин, как и у мужчин, максимальные значения ЧСС фиксировались при наибольших показателях работоспособности при реакции тренировки и при наименьших показателях выполненной работы при реакции переактивации. Реакция переактивации в обеих группах ассоциировалась со снижением экономичности работы сердечно-сосудистой системы.

Женщины

Ч3

Мощность нагрузки, кг/мин

Рис. 1. Динамика содержания лактата и уровня физической раб( увеличением велоэргометрической нагрузки «до отказа» у пловц

от адаптационной реакц

Мужчины

Женщины

200

Мощность нагрузки, кг/мин

200 180 160

О 140 т

120

100 -

^ ^ ^ ^ Мощность нагрузки, кг/мин

3-я

Рис. 2. Динамика показателей ЧСС и уровня физической работоспособности в тесте со ступенчатым увеличением велоэргометрической нагрузки «до отказа» у пловцов высокой квалификации в зависимости

от адаптационной реакции

Результаты выявленных достоверных различий биоэнергетических характеристик физической работоспособности пловцов мужского и женского пола между различными типами НАРО приведены в табл. 3. При выполнении ступенчато возрастающей нагрузки группа обследуемых мужчин с реакцией хронического стресса отличалась достоверно большим содержанием лактата

в крови и показателей ЧСС при различных уровнях мощности работы по сравнению с реакцией повышенной активации (р < 0,05). Вместе с тем показатели работоспособности в смешанной и гликолитической зонах энергообеспечения в группе с реакцией хронического стресса были достоверно ниже (р < 0,05).

Таблица 3

Достоверные различия показателей физической работоспособности при различных типах адаптационных реакций у пловцов

Показатель XI о Х2 о t Р

1-я реакция, п = 14 4-я реакция, п = 18

Лактат на 4-й ступени, ммоль/л 6,08 3,30 4,13 1,27 2,22 0,03

Лактат макс., ммоль/л 10,37 3,44 7,79 2,69 2,32 0,02

ЧСС на 1-й ступени, уд./мин 118,4 13,2 110,2 10,8 2,03 0,04

ЧСС на 4-й ступени, уд./мин 158,0 14,7 145,9 15,3 2,90 0,00

Работоспособность в смешанной зоне (лактат 6 ммоль/л), кгм/мин 1290,0 247,5 1444,1 197,5 -2,28 0,02

Работоспособность в гликолитической зоне (лактат 12 ммоль/л), кгм/мин 1408,0 136,45 1741,0 194,5 -2,26 0,02

Показатель 4-я реакция, п = 18 5-я реакция, п = 11

ЧСС на 1-й ступени, уд./мин 110,2 10,81 122,27 9,94 -2,58 0,01

ЧСС на 2-й ступени, уд./мин 120,17 13,76 137,55 12,66 -2,88 0,00

ЧСС на 3-й ступени, уд./мин 133,56 14,54 150,45 15,87 -2,56 0,01

ЧСС на 4-й ступени, уд./мин 145,89 15,33 162,91 14,95 -2,58 0,01

ЧСС на 7-й ступени, уд./мин 169,38 14,56 189,40 10,16 -2,34 0,02

ЧСС макс., уд./мин 174,44 11,86 185,64 11,86 -2,20 0,03

Работоспособность в гликолитической зоне (лактат 10 ммоль/л), кгм/мин 1611,8 143,7 1414,0 146,9 2,31 0,02

Аналогичная тенденция снижения экономичности выполняемой работы отмечалась у лиц с реакцией хронического стресса по сравнению с реакцией повышенной активации, что сопровождалось достоверно более высокими значениями ЧСС на разных уровнях мощности работы и более низкой работоспособностью в гликолитической зоне энергообеспечения (р < 0,05). Переход к реакции переактивации сопровождался повышением ЧСС на разных ступенях задания и более ранним отказом от нагрузки вследствие утомления. При этом фиксировалось уменьшение максимально достигнутой величины нагрузки.

Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности функционирования механизмов энергообеспечения при формировании реакций тренировки, повышенной и спокойной активации, ассоциированных с благоприятным метаболическим фоном. У спортсменов с данными типами реакций выше показатели физической работоспособности, а при равных показателях физической работоспособности энергетические затраты ниже, чем у лиц с реакциями хронического стресса и переактивации.

Заключение

У пловцов высокой квалификации под влиянием мышечной деятельности для поддержания гомеоста-за формируются различные адаптационные реакции. У большинства пловцов (42,3% мужчин и 50,6% женщин) наблюдалось формирование благоприятных общих неспецифических адаптационных реакций организма (спокойной и повышенной активации). У 22,5% мужчин и 17,3% женщин имели место реакция хронического стресса и реакция переактивации, которые отличались повышенной скоростью расходования энергодающих субстратов и пониженной эффективностью их реализации.

Показатели максимально достигнутой мощности нагрузки, характеризующие уровень физической работоспособности, а также уровень лактата при различной мощности работы и на пике нагрузки, отражающие активность процессов аэробного и анаэробного метаболизма у спортсменов, значительно отличаются в зависимости от типа НАРО. Проявление физической работоспособности спортсменов обусловлено эффективностью аэробного и анаэробного энергетического метаболизма, связанного с адаптационными изменениями в организме спортсме-

нов, что в целом находит отражение в формировании соответствующего типа адаптационной реакции.

Формирование реакций переактивации и хронического стресса ассоциировано со снижением физической работоспособности и эффективностью метаболических процессов. Для реакций тренировки повышенной и спо-

койной активации характерна экономизация функционирования механизмов энергообеспечения. Приведенные результаты исследования дают возможность оптимизировать тренировочный процесс путем реализации эффекта соответствующей адаптационной реакции в соответствии с этапом подготовки спортсменов.

Литература

1. Матвеев Л.П., Меерсон Ф.З. Принципы теории тренировки и современные положения теории адаптации к физическим нагрузкам // Очерки по теории физ. культ. - М.: ФиС, 1984. - С. 224-240.

2. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С., Ших-лярова А.И. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Ч. 1. - Екатеринбург: Филантроп, 2002. - 196 с.

3. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С., Ших-лярова А.И. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Ч. 2. - Екатеринбург: Филантроп, 2003. - 336 с.

4. Макарова Г.А., Холявко Ю.А., Берлина Г.В. Клинико-лабораторное обследование спортсменов высшей квалификации: основные направления совершенствования // Лечебная физкультура и спортивная медицина. - 2013. -№ 7 (115). - С. 4-12.

5. Bishop N.C., Blannin A.K., Rand R. at al. Effects of carbohydrate supplementation on the blood neutrophil degranulation responses to prolonged cycling // International Journal of Sports Medicine. - 2000. - № 21. -P. 73.

6. Iashvili G, Chkhikvishvili M, Kobelashvili D. Indices of immune reactivity of sportsmen organism after one time physical load of different intensity and duration // Georgian Med. News. - 2010. - № 179. - P. 30.

7. Makras P., Koukoulis G.N., Bouricas G. at al. Effect of 4 weeks of basic military training on peripheral blood leucocytes and urinary excretion of catecholamines and cortisol // J. Sports Science. - 2005. - № 23 (8). - P. 825.

8. Robson PJ, Blannin A.K., Walsh N.P. at al. Effects of exercise intensity, duration and recovery on in vitro neutrophil function in male athletes // International Journal of Sports Medicine. - 1999a. - № 20. - P. 128-135.

9. Walsh N.P., Blannin A.K., Robson P.J., Gleeson M. Glutamine, exercise and immune function: links and possible mechanisms // Sports Medicine. - 1998a. - 26. -P. 177-191.

10. Wang R., Chen P.J., Chen W.N. Diet and exercise improve neutrophil to lymphocyte ratio in overweight adolescents // Int. J. Sports Med. - 2011. - № 32 (12). -P.982-986.

References

1. Matveev L.P., Meyerson F.Z. Principles of the theory of training and modern elements of the theory of adaptation to physical activity // Essays on the theory of phys. cult. -M.: FiS, 1984. - P. 224-240.

2. Garkavi L.H., Kvakina E.B., Kuzmenko T.S., Shichla-rova A.I. Anti-stress response and activation therapy. P. 1. - Yekaterinburg: Philanthrop, 2002. - 196 p.

3. Garkavi L.H., Kvakina E.B., Kuzmenko T.S., Shichla-rova A.I. Anti-stress response and activation therapy. P. 2. - Yekaterinburg: Philanthrop, 2003. - 336 p.

4. Makarova G.A., Holyawka Y.A., Verlina G.V. Clinical and laboratory examination of sportsmen of high qualification: the basic directions of perfection // Physical therapy and sports medicine. - 2013. - N 7 (115). - P. 4-12.

5. Bishop N.C., Blannin, A.K., Rand R. at al. Effects of carbohydrate supplementation on the blood neutrophil degranulation responses to prolonged cycling // International Journal of Sports Medicine. - 2000. - N 21. - P. 73.

6. Iashvili G., Chkhikvishvili M., Kobelashvili D. Indices of immune reactivity of sportsmen organism after one time

physical load of different intensity and duration // Georgian Med. News. - 2010. - N 179. - P. 30-33.

7. Makras P., Koukoulis G.N., Bouricas G. at al. Effect of 4 weeks of basic military training on peripheral blood leucocytes and urinary excretion of catecholamines and cortisol // J. Sports Science. - 2005. - N 23 (8). - P. 825.

8. Robson PJ, Blannin A.K., Walsh N.P. at al. Effects of exercise intensity, duration and recovery on in vitro neu-trophil function in male athletes // International Journal of Sports Medicine. - 1999a. - N 20. - P. 128-135.

9. Walsh N.P., Blannin A.K., Robson, P.J., Gleeson M. Glutamine, exercise and immune function: links and possible mechanisms // Sports Medicine. - 1998a. - 26. -P. 177-191.

10. Wang R., Chen P.J., Chen W.N. Diet and exercise improve neutrophil to lymphocyte ratio in overweight adolescents // Int. J . Sports Med. - 2011. - N 32 (12). -P. 982-986.