При выполнении ступенчатого теста на ручном

ИНФОРМАТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ ОЦЕНКЕ ЛОКАЛЬНОЙ,
РЕГИОНАЛЬНОЙ И ГЛОБАЛЬНОЙ МЫШЕЧНОЙ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Методические рекомендации
Москва 2013
1
Авторы методических рекомендаций:
С.К. Сарсания, к.м.н., проф., с.н.с;
В.Н. Селуянов, к.б.н., проф.;
Е.М. Калинин, к.п.н., с.н.с;
Н.В. Зимирев м.н.с.
При
подготовке
настоящих
методических
рекомендаций
были
использованы результаты научно-исследовательской работы по теме:
«Разработка подходов к совершенствованию тренировочного процесса
высококвалифицированных спортсменов
на основе данных контроля
локальной, региональной и глобальной мышечной работоспособности»,
выполненной в соответствии с Приказом Министерства спорта России от 24
декабря 2012 г. № 495 «Об утверждении Федеральному государственному
бюджетному образовательному
образования
«Российский
учреждению высшего профессионального
государственный
университет
физической
культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)», государственного
задания на оказание государственных услуг (выполнение работ) на 2013 год
и на плановый период 2014 и 2015 годов».
Настоящие методические рекомендации предназначены для тренеров и
специалистов, работающих в составе комплексных научных групп по
различным видам спорта, научных сотрудников, преподавателей, аспирантов,
магистрантов и студентов спортивных ВУЗов.
2
СОДЕРЖАНИЕ
1.
Информативные
показатели
локальной
мышечной
работоспособности…………………………………………………………
2.
Информативные
показатели
региональной
мышечной
работоспособности…………………………………………………………
3.
Информативные
показатели
глобальной
13
мышечной
работоспособности ...........................................................................................
3
4
20
1. ИНФОРМАТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛОКАЛЬНОЙ МЫШЕЧНОЙ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ
При
тестировании
локальной
мышечной
работоспособности
необходимо тестировать силу, скоростно-силовые возможности и локальную
мышечную выносливость.
Для тестирования определенной мышечной группы, к примеру,
разгибателей мышц коленного сустава одним из оптимальных средств
тестирования может быть мульти-суставной силоизмерительный комплекс
BIODEX.
Для этого спортсмена необходимо усадить в кресло данной системы,
закрепить ремнями, чтобы заданную нагрузку могла осуществлять только
тестируемая группа мышц, например, разгибатели ноги в коленном суставе.
После этого определить угол в коленном суставе. Если необходимо
протестировать максимальную силу, то целесообразно выбирать угол в
коленном суставе 90 гр и проводить тест в изометрическом режиме. Для
тестирования максимальной силы нами установлено, что оптимально
выполнять 3-4 попытки и, соответственно, из них брать лучший результат.
При тестировании скоростно-силовых возможностей мышц передней
поверхности бедра, в зависимости от угловой скорости движения в суставе в
основном соревновательном действии, выбирается один или несколько
диапазонов угловых скоростей от 30 до 360 гр/сек. Также спортсмену
предлагают выполнить 3-4 повторения через 60-90 сек восстановления между
попытками. Фиксируется лучший результат на каждой угловой скорости и
таким образом рекомендуется провести сравнение спортсменов между собой,
анализируя преобладающий компонент – силовой, либо скоростной, при
тестировании
скоростно-силовых
возможностей. В качестве примера
приводим показатели спортсмена спринтера и спортсмена-стайера рисунок 1,
2.
4
Рисунок 1 – Изменение максимального момента силы при выполнении
разгибания ноги в коленном суставе при различных угловых скоростях
Рисунок 2 – Изменение в % от максимального момента силы
при увеличении угловой скорости разгибания ноги в коленном суставе
Как видно из данных графиков спортсмены существенно отличаются
по силовым возможностям. Кроме того спортсмен спринтер способен
значительно меньше (% от макс. усилия) снижать проявление силовых
возможностей с увеличением угловой скорости движения в коленном
суставе.
5
Тестирование силовых и скоростно-силовых возможностей односуставного движения разгибание мышц в коленном суставе целесообразно
проводить в диапазоне угловых скоростей от 0 до 360 гр/сек. При
тестировании на угловой скорости свыше 360 гр/сек спортсмены не успевают
развивать необходимую скорость и, соответственно, проявлять усилие на
заданной скорости. Полученные факты позволяют предполагать, что не
всегда увеличение силовых возможностей может увеличить силу, которую
необходимо приложить в сравнительно короткие промежутки времени, к
примеру, в отталкивании рукой или ногой в передвижении на лыжах, в беге,
прыжках. Поэтому, для увеличения скоростно-силовых возможностей
следует увеличивать не только максимальную силу, но и скорость развития
усилия.
Тестирование аэробных возможностей мышц передней поверхности
бедра. Один из двух предлагаемых нами тестов заключался в выполнении
разгибания ноги в коленном суставе с максимально возможной амплитудой
со
ступенчато
повышающейся
мощноcтью
на
мульти-суставном
силоизмерительном комплексе BIODEX с постоянной скоростью 90 гр/сек.
Начальное усилие составляло 10 H*m, шаг увеличения нагрузки составлял 10
Н*m, нагрузка увеличивалась каждые 2 мин и выполнялась до отказа от
работы.
По динамике прироста легочной вентиляции, ЧСС, дыхательного
коэффициента от мощности нагрузки по методике V-наклона возможно
определить потребление кислорода, ЧСС, и дисперсию кардиоинтервалов на
уровне анаэробного порога.
После прохождения мощности анаэробного порога до момента отказа о
работы
происходит
вентиляции,
частоты
увеличение
потребления
кислорода,
легочной
сердечных
сокращений,
снижения
дисперсии
кардиоинтервалов, при этом не наблюдалось увеличения дыхательного
коэффициента. Предполагается, что это связано с увеличением потребления
кислорода со стороны дыхательной мускулатуры, вследствие увеличения
6
легочной вентиляции в ответ на закисление мышц.
При выполнении ступенчатого теста до отказа на велоэргометре либо
тредмиле величина дыхательного коэффициента на уровне анаэробного
порога из собственных экспериментальных и литературных данных, как
правило, равняется значению 1,0. При выполнении вышеуказанного теста,
дыхательный коэффициент был несколько ниже, это связано, по нашему
мнению, со сравнительно небольшим количеством вовлеченной в работу
мышечной массы, и, вследствие этого, реакция организма на локальное
закисление была не так выражена со стороны дыхательной системы.
Вторым методом, который мы апробировали для определения
аэробных возможностей мышц передней поверхности бедра, являлся метод с
постоянным внешним усилием, ступенчато повышающейся скоростью
разгибания ноги в коленном суставе. Выполнение теста заключается в
выполнении циклической нагрузки разгибание ноги в коленном суставе с
постоянным внешним усилием 70 Н*m.
Данное усилие было выбрано с учетом того, что именно при средней
внешней нагрузке в исследуемой группе спортсменов наблюдались в наших
исследованиях нелинейные сдвиги легочной вентиляции и дисперсии
кардиоинтервалов, указывающие на достижение мощности аэробного порога.
В ступенчатой нагрузке, во втором тесте повышается угловая скорость
разгибания ноги в коленном суставе, начальная скорость задавалась 30
гр/сек, шаг увеличения скорости равнялся 30 гр/сек, длительность ступени с
постоянной угловой скоростью 2 мин. Тест продолжался до тех пор, пока
спортсмен был способен проявлять изначально заданный момент силы при
заданной скорости на определенной ступени нагрузки.
Руководствуясь
методиками
определения
момента
наступления
анаэробного порога не удалось по изменению физиологических показателей
определить наступление анаэробного порога. Предполагаем, что это связано
с тем, что при увеличении скорости сокращения мышц снижается время
напряжения мышцы с заданным усилием в цикле разгибания сгибания ноги в
7
коленном
суставе,
что
обеспечивает
более
благоприятное
аэробное
энергообеспечение. Критерием же отказа от работы по полученным данным
является не локальное мышечное утомление, связанное с закислением мышц,
а сложность развития данного усилия при высоких угловых скоростях 300
гр/сек и выше разгибания ноги в коленном суставе. Следовательно, по
данному методу нет возможности определить локальную мышечную
выносливость.
Третий способ определения локальной мышечной работоспособности
апробирован тест с постоянной мощностью нагрузки. Сидя в системе
BIODEX спортсмен выполняет разгибание ноги в коленном суставе по
максимально возможной амплитуде движений. Угловая скорость сгибания и
разгибания ноги в коленном суставе равняется 90 гр/сек, сгибание ноги
осуществляется в пассивном режиме за счет действия силы тяжести на
голень и стопу работающей ноги. Усилие на разгибание ноги в коленном
суставе равняется 70% от максимального при данной угловой скорости,
проявленного в однократном мышечном сокращении.
Тест выполняется до отказа от работы. Усилие 70% от максимального
было экспериментально выбрано исходя из того, что:
 до наступления момента отказа от работы энергообеспечение
аэробных процессов для выполнения локальной мышечной работы вышло на
свое максимальное плато;
 отказ от работы должен наступить в промежутке времени от 1 до 5
мин, в целях минимизации повреждающих последствий длительного
закисления мышцы.
В данном тесте, по вышеуказанным методам в нашем исследовании на
спортсменах
высокой
квалификации
циклических
видов
спорта мы
определили анаэробный порог. Средние значения анаэробного порога
составили – ПК 16±2,2 мл/кг/мин, ЧСС – 107±13 уд/мин, ЛВ – 31±4,3л/мин,
дыхательный коэффициент 1,02±0,01, дисперсия кардиоинтервалов 8,2±6,1
мс.
8
При отказе от работы происходит увеличение ЧСС, легочной
вентиляции, потребления кислорода, снижения дисперсии кардиоинтервалов,
что является типичной реакцией организма в ответ на закисление в
результате энергообеспечения за счет анаэробного гликолиза. При этом
дыхательный коэффициент не увеличивается.
Предполагается, что данное явление происходит вследствие усиления
дыхания после прохождения анаэробного порога и увеличения удельного
аэробного энергообеспечения дыхательной мускулатуры, так как аэробного и
анаэробного энергообеспечение непосредственно мышечной деятельности
сравнительно небольшое, т. к., в работе участвует небольшая мышечная
масса.
Появление момента анаэробного порога при постоянной мощности
работы объясняется рекрутированием двигательных единиц
в процессе
работы и в определенный момент наступает момент, после которого
происходит превышение накопления молочной кислоты над утилизацией.
Также при линейном увеличении легочной вентиляции потребление
кислорода линейно зависит от потребления кислорода работающими
мышцами и дыхательной мускулатурой, нарушение линейной зависимости
указывает на появление закисления в работающих мышцах и выведение
неметаболического углекислого газа.
При сравнении показателей анаэробного порога, полученного при
выполнении ступенчатого теста разгибания ноги в коленном суставе угловой
скоростью 90 гр/сек и в тесте с постоянной мощностью нагрузки до отказа с
угловой скоростью также 90 гр/сек, внешним усилием 70% от максимального
для данной скорости не наблюдается достоверных различий в относительном
потреблении кислорода, легочной вентиляции, дыхательном коэффициенте,
частоте сердечных сокращений на уровне значимости р>0,1. При этом
высокая корреляционная связь наблюдается между частотой сердечных
сокращений r=0,91, дыхательным коэффициентом r=0.83, потреблением
кислорода r=0,67.
9
Исходя из полученных данных тестирование аэробных возможностей
оптимально проводить в диапазоне угловых скоростей 90-120 гр/сек.
Анаэробный порог фиксируется как при ступенчато повышающейся
мощности нагрузки за счет силы сокращения мышц, так и при постоянной
мощности нагрузки до отказа с усилием 70% от максимального усилия при
данной угловой скорости.
Модельные
возможностей
характеристики
мышц
силовых
разгибателей и
и
скоростно-силовых
сгибателей коленного
сустава.
Модельные характеристики, полученные по результатам тестов сильнейших
горнолыжников России.
При оценке скоростно-силовых возможностей на велоэргометре
показатель МАМ может косвенно оценить одновременно как уровень
силовой подготовленности, так и мышечную композицию.
Для дифференцированной оценки этих свойств мышечного аппарата
следует
проводить
тестирование
на
силоизмерительных
аппаратно-
програмных комплексах, например на изокинетической установке BIODEX с
помощью которого возможно измерить силу и быстроту напряжения мышц.
На силоизмерительном комплексе мы проводили измерение в
изометрическом режиме максимального момента разгибания и сгибания
коленного сустава. В результате была получена оценка максимального
момента силы, градиента – скорости нарастания момента силы и темпа
нарастания силы (к).
Скорость нарастания силы зависит от способности одновременно
включать в работу все двигательные единицы мышц, доли быстрых и
медленных
мышечных
волокон
Нормативы
скоростно-силовой
подготовленности учитывают как силу, так и быстроту ее проявления.
От сочетания этих двух способностей и определяется уровень
скоростно-силовой подготовленности горнолыжника.
В результате, были разработаны нормативы силовой и скоростносиловой подготовленности разгибателей коленного сустава горнолыжниковмужчин (таблица 1) и горнолыжников-женщин (таблица 2).
10
Таблица 1 – Показатели скоростно-силовой подготовленности разгибателей
коленного сустава горнолыжников (мужчин)
Баллы
0 балла
1 балл
2 балла
3 балла
4 балла
5 баллов
К1= менее1
менее 5,0
5,0-5,5
5,5-6,0
6,0-6,5
6,5-7,0
7,0-7,5
К1 =1-2
менее 4,5
4,5-5,0
5,0-5,5
5,5-6,0
6,0-6,5
6,5-7,0
К1= 2-3
менее 4,0
4,0-4,5
4,5-5,0
5,0-5,5
5,5-6,0
6,0-6,5
К1= 3-4
менее 3,5
3,5-4,0
4,0-4,5
4,5-5,0
5,0-5,5
5,5-6,0
К1= более 4
менее 3,0
3,0-3,5
3,5-4,0
4,0-4,5
4,5-5,0
5,0-5,5
Таблица 2 – Показатели скоростно-силовой подготовленности разгибателей
коленного сустава горнолыжников (женщин)
Баллы
0 балла
1 балл
2 балла
3 балла
4 балла 5 баллов
К1 = менее 1
менее 4,0 4,0-4,5
4,5-5,0
5,0-5,5
5,5-6,0
6,0-6,5
К1 =1-2
менее 3,5 3,5-4,0
4,0-4,5
4,5-5,0
5,0-5,5
5,5-6,0
К1= 2-3
менее 3,0 3,0-3,5
3,5-4,0
4,0-4,5
4,5-5,0
5,0-5,5
К1= 3-4
менее 2,5 2,5-3,0
3,0-3,5
3,5-4,0
4,0-4,5
4,5-5,0
К1 = более 4
менее 2,0 2,0-2,5
2,5-3,0
3,0-3,5
3,5-4,0
4,0-4,5
Заключение. При тестировании локальных мышечных групп возможно
определить
силовые,
скоростно-силовые
возможности,
локальную
мышечную выносливость. Силовые и скоростно-силовые возможности мышц
передней поверхности бедра, возможно определить
в статическом
положении, а также при угловых скоростях разгибания ноги в коленном
суставе от 0 до 360 гр/сек. При выполнении локальной мышечной работы
возможно определить момент наступления АнП, характеризующий аэробные
возможности мышц по общепринятым методам определения АнП при
глобальной мышечной работе, методом «V-наклона». Физиологические
показатели срочной адаптации: потребления кислорода, ЧСС, легочной
вентиляции
и
дыхательного
коэффициента
11
в
момент
наступления
анаэробного порога, полученные в ступенчатом тесте и в тесте с постоянной
мощностью
работы
до
отказа
с
усилием
70%
от
максимального
статистически не различается. Информативными показателями локальной
мышечной работоспособности являются максимальное статическое усилие,
которое характеризует силовые возможности; максимальное развиваемое
усилие на угловых скоростях от 120 до 360 гр/сек по которому можно
оценить скоростно-силовые возможности; мощность анаэробного порога,
характеризующую локальную мышечную выносливость.
12
ИНФОРМАТИВНЫЕ
2.
ПОКАЗАТЕЛИ
РЕГИОНАЛЬНОЙ
МЫШЕЧНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Для определения функциональных возможностей мышц плечевого
пояса нами предложено тестирование в виде теста со ступенчато
повышающейся мощностью на велоэргометре. Результаты оценивались по
следующим физиологическим показателям: ЧСС, относительное потребление
кислорода,
мощность
работы
на
уровне
аэробного
порога;
ЧСС,
относительное потребление кислорода, мощность работы на уровне
анаэробного порога, максимальное потребление кислорода (МПК), мощность
работы на МПК и ЧСС при достижении МПК мышц плечевого пояса.
Методы
исследования:
велоэргометрия,
газометрия,
кардиоинтервалометрия.
Исследование включает в себя:
 выполнение теста со ступенчато повышающейся мощностью при
работе мышц плечевого пояса на велоэргометре MONARK 891E;
 выполнение теста на определение максимальной алактатной
мощности мышц плечевого пояса на велоэргометре MONARK 891E.
Велоэргометрия при работе мышцами плечевого пояса. Средством
тестирования мышц плечевого пояса являлся велоэргометр MONARK Cardio
Rehab
891E.
Выполнялся
ступенчатый
тест
с постоянным
темпом
педалирования 75 об/мин, начальной мощностью работы 18,75 Вт, шагом
увеличения мощности нагрузки 18,75 Вт, т.е. величина начальной нагрузки и
шаг увеличения в 2 раза меньше, чем при стандартном тестировании на
велоэргометре
мышцам
ног.
Длительность
ступеньки
с
постоянной
мощностью составляла 2 мин. Нагрузка выполнялась практически до «до
отказа» от работы.
Время восстановления между тестом со ступенчато повышающейся
мощностью и тестом на определение МАМ составляло 20-30 мин: время,
которое необходимо для краткосрочного восстановления КрФ в активных
13
мышцах с целью получения информативных физиологических данных при
выполнении последующего теста.
По данным ступенчатого тестирования определялись мощность,
потребление кислорода, ЧСС аэробного и анаэробного порога, максимальное
потребление кислорода (МПК), мощность и ЧСС при достижении МПК
плечевого
пояса.
Физиологические
показатели
аэробного
порога
определялись по первому отклонению от прямой зависимости легочной
вентиляции, ЧСС, кардиоинтервалов от мощности работы.
Эта точка принималась за точку аэробного порога (АэП), где
фиксировалась мощность работы, потребление кислорода, ЧСС. Данный
перегиб графика был характерен как при тестировании мышц ног, так и при
тестировании мышц плечевого пояса.
Анаэробный порог (АнП) принято определять также по нескольким
показателям:
величины
дыхательного
коэффициента
(RER),
кардиоинтервалов (мс), зависимости легочной вентиляции (VE l/min), ЧСС
(уд/мин) от мощности работы (Вт).
Как правило, момент появления анаэробного порога при тестировании
большой мышечной массы (более 2/3 от всей мышечной массы) совпадает с
дыхательным коэффициентом (соотношение выделения углекислого газа к
потреблению кислорода, RER), равному 1,0. При данной величине
дыхательного
коэффициента
наблюдается
второй
перегиб
графика
зависимости легочной вентиляции, ЧСС от мощности работы. При
тестировании мышц плечевого пояса второй перегиб графиков по легочной
вентиляции и ЧСС наблюдался при меньших величинах дыхательного
коэффициента 0,88-0,96. Возможно, это связано с участием в работе меньшей
мышечной массы, в сравнение с работой мышцами ног, вследствие чего, для
организма происходит в абсолютных величинах меньшее накопление
молочной
кислоты,
что
отражается
на
значениях
дыхательного
коэффициента.
Мощность при достижении максимального потребления кислорода,
14
ЧСС определялось в момент достижения МПК, либо произвольного отказа от
работы мышцами плечевого пояса.
Максимальная алактатная мощность определялась с помощью теста на
проявление максимальной частоты педалирования в течение 5-7 сек при
внешнем сопротивлении 6% от массы тела спортсмена при тестировании
мышц плечевого пояса. Результаты исследования представлены в таблице 3.
В результате сравнительного анализа было установлено, что мастера
спорта обладают достоверно более высоким потреблением кислорода на
уровне анаэробного порога (p<0,05) и более высокими значениями
максимальной алактатной мощности (p<0,05).
Также отмечается тенденция к росту мощности на уровне АэП, АнП и
МПК с ростом спортивной квалификации, однако различия не достоверны
(p>0,1).
Оценка региональной мышечной работоспособности борцов-самбистов
национальной сборной команды.
Таблица 3 – Средние значения физической подготовленности мышц
плечевого пояса лыжников-гонщиков различной спортивной квалификации
Показатели
1 разряд
х
б
Вес, кг
71,90
4,6
ЧСС АэП уд/мин
125,7
ПК АэП отн.
p
Мастера спорта
х
б
0,1
68,60
4,2
12,2
0,1
136,0
18,2
19,90
4,7
0,1
23,70
3,03
W АэП отн.
0,84
0,26
0,1
1,19
0,33
ЧСС АнП уд/мин
143,3
14,8
0,1
157,6
12,5
ПК АнП уд/мин
26,9
6,7
0,05
35,60
5,5
W АнП отн.
1,51
0,7
0,5
1,78
0,6
МПК отн.
44,30
7,97
0,1
50,40
7,67
ЧСС МПК уд/мин
168,0
15,7
0,1
179,0
13,8
W МПК отн.
2,01
0,44
0,5
2,23
0,43
МАМ отн.
7,39
1,48
0,05
9,03
0,90
15
При выполнении ступенчатого теста на ручном велоэргометре удается
достаточно точно определить момент вовлечения всех окислительных
мышечных волокон (АэП) и величину потребления кислорода вовлеченных в
работу окислительных и промежуточных мышечных волокон (АнП). Для
эффективного управления физической подготовленностью необходима
информация
об
уровне
функциональных
возможностей
отдельных
мышечных групп, особенно важно, мышц пояса верхних конечностей.
Результаты исследования представлены в таблице 4. По данным таблицы 4
можно сделать вывод, что с ростом спортивного мастерства и возрастом от
юношеской сборной команды до взрослой национальной сборной команды
прослеживаются следующие особенности:
 максимальная алактатная мощность мышц верхних конечностей
относительно массы тела (Вт/кг) имеет тенденцию к увеличению. Между
группами спортсменов были обнаружены статистически достоверные
различия (р<0,05);
 также статистически достоверно выше мощность и потребление
кислорода на уровне анаэробного порога, которые характеризуют аэробные
возможности мышц пояса верхних конечностей (р<0,05);
 ЧСС на уровне анаэробного порога и мощность работы при ЧСС
170 и 190 уд/мин достоверно не различались.
Анализ
полученных
информативными
данных
показателями
показал,
физической
что
статистически
подготовленности
мышц
плечевого пояса борцов самбистов являются МАМ и мощность работы на
уровне АнП.
Таким образом, получены модельные характеристики и шкалы для
оценки аэробных и силовых возможностей мышц пояса верхних конечностей
борцов-самбистов.
16
Таблица 4 – Показатели, характеризующие физическую подготовленность
мышц плечевого пояса борцов-самбистов на предсоревновательном этапе
I разряд
КМС
МС
МСМК
(n=22)
(n=26)
(n=31)
(n=31)
Возраст, лет
20,30 ± 0,8
17,30 ± 0,50
19,50 ± 0,50
25,50 ± 4,3
Рост, см
172,4 ± 4,5
177,30 ± 10,10
176,40±12,4
174,4 ± 8,0
Масса, кг
70,30 ± 5,3
72,90 ± 15,80
78,30± 20,20
81,7 ± 16,2
Процент жира, %
10,70 ± 4,1
8,40 ± 3,20
10,50 ± 4,40
12,2 ± 4,8
9,0 ± 1,0
9,20 ± 0,90
10,20 ± 0,90
10,5 ± 1,3
W АэП, отн.
0,50 ± 0,20
0,73 ± 0,18
0,73 ± 0,31
0,84 ± 0,31
ПК АэП, отн.
6,60 ± 2,6
10,10 ± 2,40
10,10 ± 4,10
11,2 ± 4,1
ЧСС АэП, уд/мин
103,1 ± 6,3
117,80 ± 5,30
114,20±9,50
116,6 ± 15,9
W АнП, отн.
0,90 ± 0,21
1,09 ± 0,22
1,18 ± 0,34
1,27 ± 0,41
ПК АнП, отн.
12,0 ± 1,30
14,50 ± 1,30
15,70 ± 4,50
16,9 ± 5,4
ЧСС АнП, уд/мин
115,1 ± 12,2
135,60 ± 9,70
130,0± 10,90 136,4 ± 18,5
Показатель
W МАМ, отн.
Тестирование мышц плечевого пояса показало, что вся совокупность
исследованных спортсменов разделилась на две подгруппы.
Первая
группа
–
у
которых
преобладание
скоростно-силовых
способностей над мышечной выносливостью, они используют в схватках
технические приемы, связанные с быстрыми и мощными действиями.
Вторая группа спортсменов с преимущественным преобладанием
локальной мышечной выносливости, которые не отличаются взрывными
действиями, но могут проводить весь поединок, значительно не снижая при
этом силу и скорость сокращения мышц. Спортсмены, с высокими
скоростно-силовыми
возможностями
и
низкой
скоростно-силовой
выносливости имеют мышечную композицию с большой долей быстрых
мышечных волокон, с преимущественным способом ресинтеза АТФ в ходе
анаэробного гликолиза.
При решении задачи долговременной адаптации необходимо иметь
критерии эффективности тренировочного процесса, в связи с этим
необходимо было обследовать борцов-самбистов высшей квалификации.
17
Полученные
характеристики,
показатели
а
также
можно
для
использовать
проведения
как
модельные
сравнительного
анализа
спортсменов, например при проведении этапных комплексных обследований.
В ходе предварительных исследований, а также проводимых этапных
комплексных обследований сборной команды России по борьбе-самбо, в
НИИ спорта РГУФКСМиТ, была разработана шкала оценки физической
подготовленности
мышц
плечевого
пояса
и
мышц
ног
высококвалифицированных борцов-самбистов (таблица 5).
Заключение.
При
проведении
функционального
тестирования
плечевого пояса со ступенчато возрастающей нагрузкой по физиологическим
сдвигам – потреблению кислорода, дыхательному коэффициенту, частоте
сердечных сокращений, кардиоинтервалам ритма сердца, обнаруживаются
пороги энергетических обменов. Также можно определить максимальное
потребление кислорода, ЧСС, мощность работы на уровне МПК при
тестировании мышц плечевого пояса.
Таблица 5 – Нормативные значения подготовленности мышц плечевого
18
5 баллов
3 балла
2 балла
Не готов
Наименование
Баллы
направленности
подготовленности
Показатель
тестируемой мышечной
группы
1. Скоростно-силовая
МАМ,
подготовленность
4-6
6-8
8-10
отн.
мышц плечевого пояса, Вт
2. Аэробная
ПК АнП
подготовленность мышц
11-14 14-17 17-20
отн.
плечевого пояса, мл/мин/кг
1. Скоростно-силовая
МАМ
подготовленность
мышц
4-6
6-8
8-10
отн.
ног, Вт
2. Аэробная
ПК АнП
подготовленность мышц ног,
22-28 28-34 34-40
отн.
мл/мин/кг
4 балла
пояса и нижних конечностей высококвалифицированных дзюдоистов
10-12 >12
20-23 >23
10-12 >12
40-46 >46
При сравнении двух групп лыжников средней и высокой квалификации
различия наблюдаются по мощности и потреблению кислорода на уровне
аэробного порога при работе мышцами плечевого пояса. Мощность,
потребление кислорода на уровне анаэробного порога при работе мышцами
плечевого пояса также выше у группы лыжников-гонщиков высокой
квалификации, при этом ЧСС анаэробного порога при работе мышц
плечевого пояса значительно выше у спортсменов высокой квалификации.
Разработаны
модельные
характеристики
и
шкалы
для
оценки
скоростно-силовых и аэробных возможностей мышц пояса верхних
конечностей борцов-самбистов высокой квалификации.
19
3. ИНФОРМАТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГЛОБАЛЬНОЙ МЫШЕЧНОЙ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Соревновательная деятельность во многих видах спорта связана с
глобальной работоспособностью, где задействовано более 2/3 мышечной
массы.
Нахождение
информативных
показателей
глобальной
работоспособности позволит более качественно осуществлять контроль
физической
подготовленности.
Для
определения
глобальной
работоспособности нами было выбрано ступенчатое тестирование на
велоэргометре
«до
отказа».
Данное
тестирование
удовлетворяет
требованиям: задействовано более 2/3 мышечной массы, также есть
возможность
четко
дозировать
мощность
работы.
Функциональное
тестирование включает в себя две тестовые процедуры – ступенчатый тест до
произвольного «отказа» и теста на определение скоростно-силовых
возможностей мышц ног. Время восстановления между тестами составляет
70-75 мин, необходимое для краткосрочного восстановления и получения
адекватных физиологических данных при выполнении второго теста.
Методы
исследования:
велоэргометрия,
кардиоинтервалометрия,
газоанализ. Средством тестирования является велоэргометр Monark 839E.
Выполняется ступенчатый тест с постоянным темпом педалирования 75
об/мин, начальной мощностью работы 37,5 Вт, шагом увеличения мощности
нагрузки 37,5 Вт. Длительность ступеньки с постоянной мощностью
составляет 2 мин. нагрузка выполнялась практически до «до отказа» от
работы.
Определение максимальной алактатной мощности (МАМ). Средством
тестирования
является
велоэргометр
Monark
894E
Peak
Bike.
Устанавливается внешнее сопротивление в килограммах, вычисленное как
0,09*массу тела спортсмена. Выполняя тест спортсмен набирает равномерно
20
без нагрузки частоту педалирования 95-100 об/мин. Далее плавно опускается
весовая корзина с грузом и затем спортсмен в течение 5-7 сек производит
максимальную частоту педалирования. Полученная при этом максимальная
мощность, принимается как максимальная алактатная мощность тестируемой
группы мышц.
Характеристика
исследуемых
показателей.
По
результатам
тестирования определяются величины аэробного и анаэробного порога,
максимальной алактатной мощности мышц ног, максимального потребления
кислорода.
Аэробный порог (АэП) характеризует мощность окислительных
мышечных волокон тестируемых групп мышц. При достижении мощности
анаэробного порога параллельно с аэробными процессами ресинтеза АТФ
начинают протекать анаэробные процессы, начало накопления молочной
кислоты. Как правило, аэробный порог наступает при концентрации
молочной кислоты 2 ммоль/л. После прохождения АэП в работу включаются
промежуточные мышечные волокна, которые из-за недостатка митохондрий,
начинают продуцировать молочную кислоту за счет реакций анаэробного
гликолиза и закислять мышцу. Аэробный порог характеризует уровень
общей выносливости.
Для
практики
спорта
определяют
следующие
характеристики
аэробного порога – мощность работы, частота сердечных сокращений,
величина потребления кислорода, дисперсии RR-интервалов, легочной
вентиляции.
Анаэробный порог определяет предельный баланс между скоростью
образования молочной кислоты во время нагрузки и ее устранения. Чем
выше уровень АнП, тем большую нагрузку организм способен выполнить в
течение длительного времени, не снижая мощности работы.
Как
правило,
при
достижении
21
мощности
анаэробного
порога
включаются в работу все окислительные и промежуточные мышечные
волокна,
тестируемой
группы
мышц.
При
превышении
мощности
анаэробного порога включаются в работу гликолитические мышечные
волокна, для сокращения которых производится АТФ преимущественно
анаэробным путем, в результате чего происходит закисление мышц, что в
конечном итоге приводит к отказу, либо снижению мощности работы.
Анаэробный порог имеет такие же характеристики как и аэробный
порог.
Максимальное
потребление
кислорода
(МПК)
–
максимальное
количество кислорода, которое потребляет организм при выполнении
работы, как правило, в момент отказа от нагрузки (если нагрузка
длительностью свыше 40-50 сек) определенными группами мышц в единицу
времени.
Максимальная
алактатная
мощность
(МАМ)
–
указывает
на
максимальную мощность, которую может выполнять тестируемая группа
мышц. Максимальная алактатная мощность характеризует скоростносиловые возможности тестируемой группы мышц.
В таблицах 6-8 приведены средние значения показателей 55
спортсменов, разделенных по спортивной квалификации, МПК, ЧСС на АнП.
По физиологическим характеристикам, представленным в таблице 23,
мастера спорта достоверно отличаются от кандидатов в мастера спорта:
производительностью сердечно-сосудистой системы, а в сравнении со
спортсменами первого разряда, у мастеров спорта выше мощность работы на
уровне аэробного порога, потребление кислорода на анаэробном пороге,
максимального потребления кислорода, МПК потенциальное. ЧСС на
аэробном, анаэробном пороге, ЧСС в момент отказа от предельной нагрузки,
максимальная алактатная мощность достоверно не различаются (р>0,5).
22
Таблица 6 – Средние значения физиологических показателей спортсменов,
разделенных по спортивной квалификации
Показатели
МС n=16
КМС n=22
1разряд n=17
Вес
75,0
±
8,2
74,6
±
8,0
75,3
±
ЧСС перед тестом
66,3
±
12,5
70,9
±
11,4
70,4
± 15,1
ЧСС АэП (уд/мин)
124,3 ±
13,2
130,0 ±
14,5
129,5 ± 14,3
ПК АэП (л/мин)
±
0,4
W АэП (Вт)
157,3 ±
ЧСС АнП (уд/мин)
165,7 ±
ПК АнП (л/мин)
W АнП (Вт)
МПК (л/мин)
2,3
3,8
±
0,5
28,2
140,0 ±
28,7
134,9 ± 26,6
8,4
171,1 ±
13,1
167,1 ± 12,1
±
0,5
267,5 ±
32,5
4,9
2,1
3,5
±
0,6
246,5 ±
36,3
4,6
±
0,7
326,1 ±
37,4
2,1
3,4
±
7,4
±
0,3
0,5
229,5 ± 31,4
±
0,5
4,5
±
0,5
W МПК (Вт)
345,9 ±
38,9
МАМ (Вт)
971,9 ± 161,9 957,7 ± 122,9 921,5 ± 91,1
309,1 ± 35,1
Потенц. МПК (л/мин)
5,4
±
0,5
4,9
±
0,7
4,8
±
0,5
W АэП (Вт/кг веса)
2,1
±
0,5
1,9
±
0,3
1,8
±
0,3
ПК АэП (мл/кг веса/мин)
31,0
±
5,9
28,5
±
5,1
28,5
±
4,1
W АнП (Вт/кг веса)
3,6
±
0,5
3,3
±
0,4
3,1
±
0,5
ПК АнП (мл/кг веса/мин)
51,2
±
5,9
47,8
±
7,4
45,2
±
5,9
W МПК (Вт/кг веса)
4,6
±
0,5
4,4
±
0,5
4,1
±
0,5
МПК (мл/кг веса/мин)
65,3
±
5,9
62,2
±
8,0
59,6
±
6,3
МАМ (Вт/кг веса)
12,9
±
1,2
12,9
±
1,1
12,3
±
0,9
Потенц. МПК (мл/кг/мин)
72,2
±
5,0
66,4
±
8,2
63,9
±
6,3
Потенц. МПК (соревн. вес)
73,4
±
5,6
66,9
±
8,4
64,5
±
6,4
ПК АнП/ЧСС
0,309 ±
0,0
0,281 ± 0,044
0,3
±
0,0
ЧСС на уровне МПК
185,6 ±
7,4
191,5 ±
23
10,0
188,2 ± 10,6
Таблица 7 – Средние значения физиологических показателей спортсменов,
разделенных по величине максимального потребления кислорода
МПК>67
67>МПК>60
МПК<60
группа 1 n=18
группа 2 n=15
группа 3 n=22
Вес, кг
73,4
±
7,0
72,3
±
6,3
78,0
±
8,4
ЧСС перед тестом
70,6
±
12,0
67,3
±
13,0
69,9
±
13,9
ЧСС АэП (уд/мин)
129,6 ±
11,4
130,3 ±
10,4
125,6 ±
17,8
Показатели
ПК АэП (л/мин)
±
0,3
W АэП (Вт)
156,4 ±
ЧСС АнП (уд/мин)
170,8 ±
ПК АнП (л/мин)
W АнП (Вт)
МПК (л/мин)
2,3
4,0
±
0,5
23,3
150,3 ±
9,8
167,1 ±
±
0,5
273,1 ±
35,4
5,1
2,3
3,5
±
0,4
31,7
128,1 ±
24,9
7,7
167,0 ±
14,9
±
0,4
248,9 ±
27,0
4,6
±
0,4
329,3 ±
28,7
2,0
3,3
±
0,5
225,1 ±
28,3
±
0,4
4,3
±
0,5
W МПК (Вт)
355,1 ±
37,9
301,5 ±
29,6
МАМ (Вт)
955,2 ± 113,6 924,1 ± 125,5 965,1 ± 139,8
Потенц. МПК (л/мин)
5,4
±
0,5
4,9
±
0,4
4,8
±
0,7
W АэП (Вт/кг веса)
2,2
±
0,3
2,1
±
0,4
1,6
±
0,2
ПК АэП (мл/кг веса/мин)
32,1
±
4,3
31,2
±
5,3
25,5
±
3,1
W АнП (Вт/кг веса)
3,8
±
0,4
3,4
±
0,3
2,9
±
0,3
ПК АнП (мл/кг веса/мин)
54,7
±
4,9
48,3
±
4,3
42,3
±
3,9
W МПК (Вт/кг веса)
4,9
±
0,3
4,6
±
0,3
3,9
±
0,3
МПК (мл/кг веса/мин)
70,4
±
2,6
63,5
±
1,6
54,9
±
3,0
МАМ (Вт/кг веса)
13,1
±
1,1
12,8
±
0,9
12,4
±
1,2
Потенц. МПК (мл/кг/мин)
74,3
±
4,5
67,8
±
3,7
61,3
±
6,2
Потенц. МПК (соревн. вес)
74,7
±
5,3
68,5
±
4,7
62,2
±
6,8
ПК АнП/ЧСС
0,3
±
0,0
0,3
±
0,0
0,3
±
0,0
189,6 ±
6,3
188,2 ±
7,6
188,5 ±
13,0
ЧСС на уровне МПК
В группе, где ЧСС анаэробного порога, находящихся в пределах от 170
до 180 уд/мин, в сравнении с группой ЧСС АнП выше 180 уд/мин
отмечаются следующие различия:
 достоверно ниже ЧСС АэП (t=2,3, p<0,05);
24
 достоверно ниже ЧСС АнП (t=8,2 p<0,001);
 достоверно ниже ЧСС в момент отказа от работы в ступенчатом
тесте (t=3,9, p<0,05);
 выше относительная мощность анаэробного порога;
 выше МПК (t=2,02, p>0,05);
 выше мощность на уровне МПК (t=2,25, p<0,05);
 выше МПКпотенциальное (t=2,75, p<0,05).
Если сравнивать группы, где ЧСС АнП находятся в пределах от 170 до
180 уд/мин и ЧСС АнП ниже 170 уд/мин, то здесь наблюдаются следующие
различия:
 достоверно выше в первой группе ЧСС АэП (t=3,4, p<0,05);
 мощность работы на АнП (t=2,25, p<0,05);
 мощность МПК (t=3,1, p<0,05);
 ЧСС на уровне МПК (t=4,2, p<0,01).
При сравнении групп, где ЧСС АнП>180 уд/мин и ЧСС АнП<170
уд/мин, наблюдается, что ЧСС АэП (t=4,1, p<0,01) и ЧСС в момент отказа от
работы (t=7,3, p<0,001) у первой группы также выше, а также наблюдаются
достоверные различия по потенциальному МПКп (t=2,24, p<0,05).
По
остальным
физиологическим
показателям
статистически
достоверных различий не обнаружено.
Полученные данные могут указывать на то, что в случае если ЧСС АнП
выше 180 уд/мин, лимитировать глобальную работоспособность может
производительность сердечно-сосудистой системы, а именно доставка
кислорода к мышцам. Если ЧСС АнП ниже 170 уд/мин, то лимитирующим
фактором является мышечная система – а именно способность потребления
кислорода мышцами, вовлеченными в деятельность.
25
Таблица 8 – Средние значения физиологических показателей спортсменов,
разделенных по значению ЧСС на уровне анаэробного порога
Показатели
ЧСС>180
180>ЧСС>170
ЧСС<170
группа 1 n=9
группа 2 n=13
группа 3 n=33
Вес, кг
78,8
±
8,9
72,9
±
5,6
74,7
±
8,0
ЧСС перед тестом
80,8
±
14,1
73,2
±
14,6
64,8
±
9,3
ЧСС АэП (уд/мин)
143,8
±
14,4
132,1 ±
6,6
122,4 ±
12,5
2,2
±
0,5
W АэП (Вт)
141,8
±
ЧСС АнП (уд/мин)
187,9
ПК АэП (л/мин)
±
0,5
31,3
150,4 ±
±
4,5
174,0 ±
3,8
±
0,7
W АнП (Вт)
254,4
±
44,9
МПК (л/мин)
4,6
±
0,8
W МПК (Вт)
335,8
±
46,1
МАМ (Вт)
1014,0 ± 113,1 948,6 ± 104,3
ПК АнП (л/мин)
2,2
3,8
±
0,4
34,2
141,2 ±
26,5
2,8
160,7 ±
6,3
±
0,6
266,9 ±
43,5
4,8
±
0,5
346,2 ±
44,8
2,2
3,4
±
0,4
237,7 ±
27,3
4,6
±
0,5
316,4 ±
31,9
934,2 ± 135,5
Потенц. МПК (л/мин)
4,8
±
0,8
5,1
±
0,6
5,0
±
0,6
W АэП (Вт/кг веса)
1,8
±
0,3
2,1
±
0,4
1,9
±
0,4
ПК АэП (мл/кг веса/мин)
27,9
±
4,5
29,8
±
5,5
29,3
±
5,2
W АнП (Вт/кг веса)
3,2
±
0,5
3,7
±
0,4
3,2
±
0,5
ПК АнП (мл/кг веса/мин)
47,7
±
7,8
52,6
±
7,3
46,3
±
5,6
W МПК (Вт/кг веса)
4,3
±
0,5
4,8
±
0,4
4,3
±
0,5
МПК (мл/кг веса/мин)
59,0
±
8,4
66,2
±
5,4
61,6
±
6,9
МАМ (Вт/кг веса)
12,9
±
0,9
13,0
±
0,9
12,6
±
1,2
Потенц. МПК (мл/кг/мин)
61,2
±
8,2
69,9
±
5,6
68,0
±
7,2
Потенц. МПК (соревн. вес)
61,4
±
8,3
70,0
±
5,5
69,1
±
7,7
ПК АнП/ЧСС
0,3
±
0,0
0,3
±
0,0
0,3
±
0,0
203,2
±
7,2
191,8 ±
5,8
183,6 ±
6,5
ЧСС на уровне МПК
Модельные характеристики глобальной работоспособности
Исходя из полученных результатов (таблица 9) можем определить
нормативные показатели для лыжников-гонщиков мастеров спорта в
ступенчатом тесте на велоэргометре (таблица 10).
26
Таблица 9 – Показатели физической подготовленности, характеризующих
глобальную мышечную работоспособность лыжников-гонщиков различной
спортивной специализации
Показатели
МС n=16
КМС n=22
1разряд n=17
W АэП (Вт/кг веса)
2,1
± 0,5
1,9
± 0,3
1,8
± 0,3
ПК АэП (мл/кг веса/мин)
31
± 5,9
28,5
± 5,1
28,5
± 4,1
W АнП (Вт/кг веса)
3,6
± 0,5
3,3
± 0,4
3,1
± 0,5
ПК АнП (мл/кг веса/мин)
51,2
± 5,9
47,8
± 7,4
45,2
± 5,9
W МПК (Вт/кг веса)
4,6
± 0,5
4,4
± 0,5
4,1
± 0,5
МПК (мл/кг веса/мин)
65,3
± 5,9
62,2
±
59,6
± 6,3
МАМ (Вт/кг веса)
12,9
± 1,2
12,9
± 1,1
12,3
± 0,9
Потенц. МПК (мл/кг/мин)
72,2
±
66,4
± 8,2
63,9
± 6,3
5
8
Таблица 10 – Нормативные значения показателей, характеризующих
Показатели
W АэП
(Вт/кг)
ПК АэП
(мл/кг /мин)
W АнП
(Вт/кг)
ПК АнП
(мл/кг /мин)
W МПК
(Вт/кг)
МПК (мл/кг
/мин)
МАМ (Вт/кг)
МПКп
(мл/кг/мин)
глобальную мышечную работоспособность лыжников-гонщиков
Плохо
1,1
20
2,3
35
3,4
48
11
53
Удовл.
1,5
25
2,8
42
3,9
55
12
60
Средне
1,9
29
3,3
49
4,4
62
13
67
Хорошо
2,3
34
3,8
56
4,9
69
14
74
Отлично
2,7
38
4,3
63
5,4
76
15
81
Заключение. Тестировать глобальную работоспособность возможно
выполняя ступенчатый тест до отказа, где в мышечной работе задействовано
более 2/3 мышечной массы.
Информативными
показателями
27
глобальной
работоспособности
являются мощность и потребление кислорода на уровне анаэробного порога,
МПК, предельная мощность работы на уровне МПК, функциональные
возможности
сердечно-сосудистой
системы,
определяемые
как
МПКпотенциальное.
При тестировании глобальной работоспособности лимитирующим
звеном, может быть производительность сердечно-сосудистой системы,
обеспечивающей доставку кислорода к активным мышцам, если ЧСС на
уровне АнП более 180 уд/мин, так и мышечная система, которая
утилизируют доставляемый кислород, образуя энергию
для мышечного
сокращения аэробным путем (ЧСС на уровне АнП менее 170 уд/мин).
28