Показатели адаптации организма спортсменов к высокоинтенсивным соревновательным нагрузкам

© ПИТКЕВИЧ Ю.Э., 2010

ПОКАЗАТЕЛИ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА СПОРТСМЕНОВ К ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫМ СОРЕВНОВАТЕЛЬНЫМ НАГРУЗКАМ

ПИТКЕВИЧ Ю.Э.

Республиканский центр спортивной медицины,

Белорусская медицинская академия последипломного образования

Резюме. Проведено 248 обследований квалифицированных спортсменов мужского пола, адаптированных к статическим и динамическим компонентам физической нагрузки. Для спортсменов, адаптированных к высокоинтенсивным соревновательным нагрузкам характерны высокие показатели функционального состояния и интегральный показатель спортивной формы, активности энергетического и пластического обменов, согласованности биоритмологических процессов в организме при низком уровне напряженности регуляторных механизмов.

Ключевые слова: спорт, интенсивная нагрузка, адаптация.

Abstract. The data of investigations of 248 qualified sportsmen adapted for static and dynamic components of physical load were analyzed. High indices of their functional condition and an integral index of the sports-form, activity of energy and plastic exchanges, co-ordination of biorythmological processes in the organism are characteristic of the sportsmen adapted for highly intensive competitive load at low level of tension of regulation mechanisms.

Сточки зрения спортивной медицины, оценка уровня адаптации организма атлета к физическим нагрузкам является насущной проблемой. Поиск новых методов оценки функционального состояния организма спортсмена и совершенствование имеющихся продолжается и в настоящее время. В соответствии с подходом Р.М. Баевского [1], сердечно-сосудистая система может рассматриваться в качестве индикатора адаптационно-приспособительных реакций организма, а оценка вариабельности сердечного ритма позволит получить информацию о функциональном состоянии атлета [2] и степени напряженности регуляторных систем [3], [4]. Представленные программно-аппаратным комплексом

Адрес для корреспонденции: 220007, г. Минск, ул. Сенницкая д. 74, кв. 2, тел. 8(0172) 256-07-07, (+37529) 706-23-46, e-mail: yulia_pit@mail.ru. - Питкевич Ю.Э.

«Омега-С» параметры спортивной формы, полученные на основе математического анализа биоритмологических процессов, протекающих в организме [5], [6], позволяют шире рассмотреть данную проблему.

Согласно классификации видов спорта [7], основанной на величинах динамического и статического компонентов физической работы, достигаемых во время соревнований, выделяют пять степеней нагрузки на сердечно-сосудистую систему: низкая, ниже средней, средняя, выше средней и высокая. Динамический компонент определяется как процент от максимально достигнутой величины потребления кислорода, а статический - как процент от максимально достигнутого произвольного мышечного сокращения. К видам спорта, предъявляющим высокие требования к сердечно-сосудистой системе (достигается высокий сердечный выброс и артериальное

давление) относятся: бокс, велоспорт, конькобежный спорт, гребля. Во время соревнований по бадминтону, хоккею на траве, футболу, теннису, единоборствам развивается средняя нагрузка на сердечно-сосудистую систему.

Целью настоящего исследования явилось изучение адаптации спортсменов к высокоинтенсивной статической и динамической соревновательной нагрузке по показателям программно-аппаратного комплекса «Омега-С».

Методы

На базе Республиканского центра спортивной медицины (г. Минск, Республика Беларусь) проведены обследования 248 квалифицированных спортсменов мужского пола с применением программно-аппаратного комплекса «Омега-С» (научно-исследовательская лаборатория «Динамика», г. Санкт-Петербург). Регистрация кардиосигнала (300 «нормальных» кардиокомплексов) проводилась в соответствии с требованиями к тестированию [1], [2], [8] в изолированном помещении при отсутствии посторонних лиц, при постоянной температуре 20-22?С, в положении пациента сидя, после 5 минут адаптации к окружающим условиям, при спокойном дыхании. Все обследования проведены в утренние часы (с 9 до 12 часов), не менее чем через 12 часов по окончании последней тренировки.

Спортсмены были распределены на две группы. В первую группу (основную) включено 171 наблюдение 114 спортсменов, представителей видов спорта с высокоинтенсивным динамическим и статическим компонентами физической нагрузки: бокс, велоспорт, конькобежный спорт, гребля. Средний возраст обследованных спортсменов 19,1±3,2 года. Вторая (контрольная) группа включала 134 спортсмена (321 обследование), занимающихся видами спорта со средней по интенсивности соревновательной нагрузкой на сердечно-сосудистую систему. Средний возраст спортсменов этой группы составил 21,3±4,2 года.

Статистическая обработка результатов проводилась с использованием пакета программ 81ай811са 6.0. Учитывая, что распределение большинства показателей не подчиня-

ется нормальному, данные представлены в виде медианы и интерквартильного размаха - 25-ый и 75-ый квартили. Достоверность различий между анализируемыми группами оценивалась непараметрическим Ц-критери-ем Манна-Уитни. Достоверными признавались показатели при р < 0,05.

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования представлены в таблице 1.

Большинство показателей программноаппаратного комплекса «Омега-С» у спортсменов анализируемых групп статистически достоверно различаются. Более высокий уровень функционального состояния и характерная для спортсменов относительно высокая активность тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы [8] наблюдается у спортсменов, спортивная деятельность которых связана с высокоинтенсивными статическими и динамическими нагрузками.

Все показатели, непосредственно характеризующие спортивную форму: уровень адаптации к физическим нагрузкам, уровень тренированности организма, энергетического обеспечения, психоэмоционального состояния, резервы тренированности, энергетического обеспечения и управления на 2,8-7,7%; интегральный показатель спортивной формы на 5,9% выше у спортсменов, адаптированных к высокоинтенсивным соревновательным нагрузкам. Наиболее высоких величин достигает уровень тренированности организма - в первой и во второй группах медианные значения превышают 90%, что отражает высокий уровень подготовленности спортсменов и соответствуют заключению комплекса «Оме-га-С» - «отлично».

Резервы тренированности значительно ниже текущего уровня тренированности. Причем, если в видах спорта с высокоинтенсивными нагрузками текущий уровень тренированности превышает резервы тренированности на 22,4%, то у спортсменов контрольной группы резервы тренированности ниже на 27,5%. Направленность соотношения уровня управления с резервами управления имеет

Таблица 1

Показатели программно-аппаратного комплекса «Омега-С» спортсменов, специализирующихся в видах спорта с высокоинтенсивной и среднеинтенсивной

соревновательной нагрузкой

Показатели Медиана 25-ый - 75-ый квартили p-level

Группа 1

Частота сердечных сокращений, уд./мин 67,00 58,00 - 74,00 65,00 59,00 - 73,00 0,4498

A - Уровень адаптации к физическим нагрузкам, % 80,97 62,03 - 99,02 73,61 59,03 - 89,51 0,0015

B - Уровень тренированности организма, % 94,84 78,27 - 100,00 92,09 70,09 - 99,01 0,0138

C - Уровень энергетического обеспечения, % 71,31 60,76 - 84,95 67,65 53,02 - 78,83 0,0016

D - Психоэмоциональное состояние, % 70,69 60,54 - 87,04 67,20 56,28 - 78,60 0,0027

В2 - Резервы тренированности, % 72,36 56,27 - 91,78 64,62 48,27 - 81,41 0,0002

С2 - Резервы энергетического обеспечения, % 76,30 61,87 - 95,44 70,28 59,48 - 84,34 0,0029

D2 - Резервы управления, % 70,64 57,87 - 81,04 65,28 49,84 - 76,49 0,0023

H - Интегральный показатель спортивной формы, % 79,79 66,02 - 91,92 73,88 59,90 - 85,87 0,0027

Средний RR-интервал, мc 886,71 808,80 - 1017,28 914,03 819,56 - 1006,0 0,4963

Индекс вегетативного равновесия, у.е. 80,94 53,48 - 129,18 98,34 64,60 - 154,66 0,0052

Показатель адекватности процессов регуляции, у.е. 28,47 22,23 - 39,82 30,69 23,37 - 41,62 0,1353

Индекс напряженности, у.е. 47,70 29,39 - 79,54 56,52 33,75 - 90,12 0,0259

АМо - Амплитуда моды, % 25,68 19,22 - 32,87 27,24 21,85 - 34,59 0,0231

Мо - Мода, мс 880,00 760,00 - 1000,00 920,00 800,00 - 1000,0 0,2262

dX - Вариационный размах, мс 310,00 248,00 - 379,00 274,00 223,50 - 347,50 0,0022

СКО (SDNN) - Среднее квадратичное отклонение, мс 65,45 49,26 - 83,38 58,67 44,76 - 74,65 0,0013

НRV index - Триангулярный индекс 14,30 11,12 - 18,13 13,11 10,57 - 16,28 0,0239

NN50 - Количество пар соседних RR-интервалов, различающихся более чем на 50 мс 94,00 43,00 - 145,00 78,00 30,00 - 129,00 0,0224

РКК50 - Доля NN50, выраженная в процентах, % 32,19 14,58 - 50,00 27,10 10,26 - 44,03 0,0224

SDSD - Стандартное отклонение разностей соседних RR-интервалов, мс 0,04 0,03 - 0,06 0,04 0,02 - 0,05 0,0108

RMSSD - Квадратный корень из суммы квадратов разностей RR- 54,40 36,37 - 79,03 48,45 32,43 - 69,40 0,0083

Таблица 1 Продолжение

Показатели Медиана 25-ый - 75-ый квартили p-level

Группа 1

НБ - Высокочастотный компонент спектра, мс2 952,52 408,06 - 2242,96 698,41 283,19 - 1612,8 0,0087

LF - Низкочастотный компонент, мс2 1123,4 724,50 - 2168,37 965,15 555,82 - 1717,0 0,0052

LF /НБ 1,23 0,58 - 2,68 1,31 0,68 - 2,81 0,6303

Total - Полный спектр частот, мс2 3867,9 2169,0 - 6474,3 3152,5 1821,2 - 5088,2 0,0015

Коды с нарушенной структурой, % 0,00 0,00 - 3,71 0,00 0,00 - 8,86 0,1202

Коды с измененной структурой, % 36,00 0,86 - 62,57 43,71 9,57 - 67,43 0,0248

Коды с нормальной структурой, % 53,43 22,29 - 99,14 38,57 13,00 - 82,29 0,0026

Показатель анаболизма, у.е. 129,00 89,00 - 193,00 113,50 82,00 - 154,00 0,0033

Энергетическое обеспечение, у.е. 245,00 171,00 - 379,00 214,50 159,00 - 304,00 0,0032

Энергетический баланс 0,94 0,78 - 1,12 0,93 0,75 - 1,07 0,1908

Показатель катаболизма, у.е. 116,00 78,00 - 187,00 97,00 69,50 - 146,50 0,0013

Параметр Z 0,48 0,34 - 0,62 0,43 0,31 - 0,56 0,0043

схожую характеристику: уровень управления превышает резервы управления у атлетов анализируемых групп. Показатели энергетического обмена характеризуются более высокой интенсивностью процесса в группах спортсменов, в соревновательной деятельности кото -рых достигается высокоинтенсивная статическая и динамическая нагрузка. Так, в первой группе показатели уровня энергетического обеспечения на 3,7%, а резервов энергетического обеспечения на 6,0% выше, чем у спортсменов со среднеинтенсивной нагрузкой на сердечно-сосудистую систему. При этом, резервы энергетического обеспечения выше текущего уровня во всех анализируемых группах. Активность анаболических и катаболи-ческих процессов в группе спортсменов с высокой интенсивностью нагрузки превышает аналогичные показатели у спортсменов второй группы. Показатель анаболизма, выражен-

ный в условных единицах, в основной группе превышает данный параметр контрольной группы на 15,5 у.е., показатель катаболизма -на 19,0 у.е. Энергетический баланс, рассчитанный как соотношение ката- и анаболизма, имеет сопоставимые величины и статистически достоверно не различается. В целом, соотношение потребления энергии и ее накопления у спортсменов подчеркивает высокую активность энергетического и пластического обмена в видах спорта с высокоинтенсивным статическим и динамическим компонентами физической нагрузки.

Непосредственно анализ показателей вариабельности сердечного ритма отражает более высокий уровень адаптации к внешней среде, более низкую общую активность регуляторных механизмов у атлетов, адаптированных к высокоинтенсивным соревновательным нагрузкам, что может говорить о высоком фун-

кциональном потенциале. Так, индексы вегетативного равновесия и напряженности регуляторных систем оказываются ниже на 21,5% и 18,5% соответственно в первой группе по сравнению со спортсменами контрольной группы. Средняя частота сердечных сокращений, обратная величина этого показателя - средний ЯЯ-интервал, равно как и мода (наиболее часто встречающийся ЯЯ-ин-тервал) статистически достоверно не различаются в анализируемых группах. Однако показатель ББКК (среднее квадратичное отклонение всех ЯЯ-интервалов, характеризует общую вариабельность), снижение которого связывают с усилением симпатической регуляции [1] у спортсменов основной группы выше на 11,6%. Параметры, являющиеся показателями активности парасимпатического звена вегетативной регуляции: NN50 - количество пар соседних «нормальных» ЯЯ-интер-валов, различающихся более, чем на 50 мс; КМБББ - квадратный корень из суммы квадратов разностей последовательных ЯЯ-интер-валов, оказываются выше на 20,5% и 12,3% соответственно в первой группе по сравнению с контрольной. Это демонстрирует смещение соотношения активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы в сторону последнего и высокую активность автономного контура регуляции сердечным ритмом у спортсменов с высокоинтенсивными соревновательными нагрузками. Подтверждает данный постулат и показатель БОББ - стандартное отклонение разности соседних ЯЯ-интервалов, значения интерквартильного размаха которого выше в основной группе.

Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма характеризуется высокими параметрами как низкочастотного, так и высокочастотного компонентов спектра в сочетании с высокой общей спектральной мощностью в группе спортсменов - представителей видов спорта с высокоинтенсивной соревновательной нагрузкой на сердечно-сосудистую систему по сравнению с контрольной группой. При этом баланс вегетативных влияний, оцениваемый по соотношению низкочастотной и высокочастотной составляющих, статистически

достоверно не различался. Многократно ранее отмеченная закономерность [9, 10], что более высокий уровень согласованности биоритмологических процессов, демонстрирующейся увеличением кодов с нормальной структурой и снижением относительного количества кодов с измененной структурой характерен для спортсменов с более высокими интегральными показателями спортивной формы, выявляется и в настоящем исследовании.

Заключение

Наряду с выявленными закономерностями, отражающими высокое функциональное состояние организма спортсменов, специализирующихся в видах спорта с высокоинтенсивной соревновательной нагрузкой, обращает на себя внимание значимость различных показателей комплекса «Омега-С» для характеристики и оценки спортивной формы и спортивной готовности. Анализ показал, что параметры «экспресс-контроля», непосредственно характеризующие спортивную форму: уровень адаптации к физическим нагрузкам, уровни и резервы тренированности организма, энергетического обеспечения, психоэмоционального состояния и интегральный показатель спортивной формы четко отражают тенденцию изменения показателей временного и спектрального методов анализа вариабельности сердечного ритма, являются корректно сопоставимыми, так как они измеряются в единой объективно сравнимой метрической системе координат - в процентах от максимально возможного 100% уровня. Динамика показателей вариационного анализа, характеризующих влияние вегетативной нервной системы на деятельность сердца: амплитуды моды (АМо), вариационного размаха (ёХ), стандартного отклонения «нормальных» ЯЯ-интервалов (ББКЫ), величины стандартного отклонения разностей соседних ЯЯ-ин-тервалов (8Б8Б), количества пар соседних «нормальных» ЯЯ-интервалов, различающихся более чем на 50 мс (NN50), квадратного кореня из суммы квадратов разностей ЯЯ-ин-тервалов (ЯМ88Б) в сопоставлении с индексом напряженности, индексом вегетативного

равновесия и показателями спектрального анализа вариабельности сердечного ритма, с высокой степенью чувствительности отражает изменения вегетативного тонуса. Равно важное и в определенной степени самостоятельное значение имеют показатели нейроди-намического анализа, отражающие метаболический статус организма спортсмена: структура кодов, показатель энергетического обеспечения, показатели анаболизма и катаболизма с учетом энергетического баланса.

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1. Адаптация спортсменов к высокоинтенсивным физическим нагрузкам обеспечивается высоким функциональным потенциалом с высокой активностью пластического и энергетического обменов. Вариабельность сердечного ритма демонстрирует высокую активность автономного контура регуляции и низкий уровень напряженности регуляторных механизмов.

2. Наиболее информативными тестами комплекса « Омега» для характеристики состояния организма спортсменов являются показатели, непосредственно характеризующие спортивную форму: уровень адаптации к физическим нагрузкам, уровни и резервы тренированности организма, энергетического обеспечения, психоэмоционального состояния, интегральный показатель спортивной формы.

Литература

1. Баевский, Р. М. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клиничес-

кого применения / Р. М. Баевский, Г. Г. Иванов // Новые методы электрокардиографии / под ред. С. В. Грачева, Г. Г. Иванова, А. Л. Сыркина. - М.: Техносфера, 2007. - С. 474-498.

2. Система комплексного компьютерного исследования

физического состояния спортсменов «Омега-С»: документация пользователя. - СПб., 2006. - 65 с.

3. Баевский, P. M. Прогнозирование состояний на гра-

ни нормы и патологии / Р. М. Баевский. - М.: Медицина, 1979. - 295 с.

4. Баевский, Р. М. Современное состояние исследова-

ний по вариабельности сердечного ритма в России / Р. М. Баевский, Г. Г. Иванов, Г. В. Рябыкина // Вестн. аритмологии. - 1999. - № 14. - С. 71-75.

5. Голофеевский, В. Ю. Теоретические основы инфор-

мационной диагностики заболеваний и преморбид-ных состояний / В. Ю. Голофеевский. - СПб., 2006. - 32 с.

6. Смирнов, К. Ю. Разработка и исследование методов

математического моделирования и анализа биоэлектрических сигналов / К. Ю. Смирнов, Ю. А. Смирнов. - СПб., 2001. - 60 с.

7. Classification of sports / J. H. Mitchell [et al.] // J. Am.

Coll. Cardiol. - 2005. - Vol. 45. - Р. 1364-1367.

8. Михайлов, В. М. Вариабельность ритма сердца:

опыт практического применения метода / В. М. Михайлов. - Иваново: Иван. гос. мед. акад., 2002. - 290 с.

9. Питкевич, Ю. Э. Показатели функционального состо-

яния футболистов различных возрастных групп по тестам программно-аппаратного комплекса «Оме-га-С» / Ю. Э. Питкевич // Проблемы здоровья и экологии: журн. Гомел. гос. мед. ун-та. - 2009. - № 2 (20). - С. 129-132.

10. Питкевич, Ю. Э. Зависимость показателей программно-аппаратного комплекса «Омега-С» от времени обследования спортсменов / Ю. Э. Питке-вич // Спортмед-2009: мат. междунар. науч. конф. по вопросам состояния и перспективам развития медицины в спорте высших достижений, Москва, 11-12 дек.2009 г. / 2009. - №4 (31) - С. 96-103.

Поступила 07.05.2010 г. Принята в печать 02.09.2010 г.