Разработка и обоснование модельных характеристик спортсменов сборной команды России по академической гребле

Материалы и методы исследования
На базе Центра спортивной медицины и реабилитации ФГБУ ГНЦ ФМБЦ
им. А.И. Бурназяна ФМБА России были проведены многоплановые
исследования с привлечением 119 спортсменов-гребцов, членов сборной
команды России по академической гребле.
Работа выполнена в три этапа. На первом этапе разработан протокол
специфического нагрузочного тестирования на гребном эргометре для оценки
физической работоспособности спортсменов-гребцов. Проведена сравнительная
оценка разработанного протокола с существующей нагрузочной пробой на
гребном эргометре.
На втором этапе проведена комплексная оценка функциональной
готовности спортсменов сборной команды России по академической гребле с
использованием неспецифического нагрузочного тестирования на тредмиле и
велоэргометре, включающая исследование параметров гемодинамики,
компонентного состава тела, анализа крови и психоэмоционального состояния
спортсменов до нагрузки в покое. Для разработки интегральной оценки
параметров функциональной готовности членов сборной по академической
гребле проведена сравнительная оценка информативности неспецифической и
специфической нагрузочной пробы у спортсменов-гребцов.
На третьем этапе для разработки структуры модельных характеристик
спортсменов сборной команды России по академической гребле определен
интегральный показатель физической работоспособности, включающий
результаты выполнения специфической нагрузочной пробы на гребном
эргометре. С применением шкал интегральной балльной оценки
функциональной готовности разработан итоговый протокол результатов
тестирования высококвалифицированных спортсменов-гребцов. Определены
диапазоны значений модельных характеристик спортсменов по показателям
физической работоспособности и функциональным показателям системы
обеспечения в покое и при нагрузке, с учетом специфической нагрузочной пробы
на гребном эргометре. Построен многофакторный рейтинг сборной команды
России по академической гребле.
Методы исследования
1. Оценка параметров физической работоспособности путем
эргоспирометрического нагрузочного тестирования на велоэргометре V-ergoPro
(Германия), тредмиле T-ergoPro (Голландия) и гребном эргометре Concept2
(Канада) с использованием протоколов нагрузки «до отказа» под онлайн
контролем газоанализатора CPET (Космед, Италия) и электрокардиографа
Quark12X(Германия).Регистрировалсястандартныйперечень
кардиоэргоспирометрических показателей.
2. Оценка центральной и периферической гемодинамики методом
объемной компрессионной осциллометрии на КАП ЦГосм-«Глобус» Для анализ
использовались показатели: частота сердечных сокращений, артериальной
давление, ударный объем, общее периферическое сопротивление,
функциональное состояние.
3. Оценка значений состава тела спортсмена с помощью биоимпедансного
анализа на АПК «АВС-01 Медасс». Анализируемые параметры: индекс массы
тела, процентное содержание жира и мышц в организме, фазовый угол.
4. Объективная оценка психоэмоционального состояния с использованием
АПК «Диамед-МБС» путем последовательной регистрации параметров
вариабельности сердечного ритма, электросоматографии и биоэлектрографии.
Оценивались показатели стресс-индекс, психологический статус, количество
параметров, выходящих за пределы нормальной проводимости [+40;-40],
площадь и симметрия фронтальной проекции биоэлектрограммы.
5. Лабораторные методы: оценка биохимических показателей крови (АЛТ,
АСТ, кортизол, ТТГ, тестостерон), общего анализа крови (гемоглобин,
эритроциты, лимфоциты, палочкоядерные нейтрофилы, эозинофилы, моноциты,
базофилы) и оценка формулы крови по стандартному методу Л.Х. Гаркави.
6. Для преобразования результатов обследования в баллы использовались
стандартные математические шкалы: шкал процентильных рангов, Z -шкалы,
шкалы стандартных оценок, полученных на основе линейных преобразований Z-
шкалы, а также уровневой шкалы. Установление границ исследуемых баллов
проводилось методом последовательных интервалов.
7.Статистический анализ выполнен в программах STATISTICA и EХСЕL
с использованием параметрических и непараметрических методов. При проверке
статистических гипотез уровень значимости принимался равным 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Разработка и обоснование протокола специфического нагрузочного
тестирования на гребном эргометре для оценки физической
работоспособности спортсменов-гребцов
В условиях Центра спортивной медицины и реабилитации ФГБУ ГНЦ
ФМБЦ им. А.И. Бурназяна, являющегося одним из учреждений проведения
функционального нагрузочного тестирования в рамках УМО спортивных
сборных команд России разработан протокол специфического нагрузочного
тестирования с применением гребного эргометра (табл. 1).
Таблица 1
Разработанный протокол специфического нагрузочного тестирования на
гребном эргометре для спортсменов-гребцов
ВремяМужчиныЖенщины
Продолжительность,
нагрузки,Ступень
Мощность, Втмин
мин
1:00 – 2:0011501002
2:00 – 4:0022001502
6:00 – 8:0032502002
8:00 – 10:0043002502
10:00 – 12:0053503002
12:00 – 14:0064003502
14:00 – 16:0074504002
16:00 – 18:008500…450…до отказа
Восстановление–3-5

При разработке протокола за основу взята стандартная специфическая
проба на гребном эргометре, используемая при проведении этапного
комплексного обследования (ЭКО) спортсменов сборной академической гребли
во ВНИИФК, которая содержит 30-секундные паузы для взятия проб лактата на
каждой трехминутной ступени теста для определения момента наступления
порога анаэробного обмена. С одной стороны эти паузы значимо увеличивают
общее время нагрузочной пробы, с другой, не вполне сопоставимы с условиями
реальной соревновательной деятельности спортсменов, где при прохождении
трассы гребля проходит в непрерывном режиме. В связи с чем, при разработке
протокола специфического нагрузочного тестирования, нами были исключены
30-секундные паузы после каждой ступени и время каждой ступени было
сокращено до 2-х минут.
При сравнительной оценке параметров физической работоспособности у
спортсменов гребцов, полученных при обследовании по разработанному и
существующему протоколу специфического нагрузочного тестирования на
гребном эргометре показано, что при тестировании по разработанному
протоколу за меньшее время (на 29% ниже) обеспечивается достижение сходных
значений МПК (64, 36 ± 2,43 мл/мин/кг и 62,86 ± 5,41 мл/мин/кг) и более высокое
соотношении ПАНО к МПК (92,53 ± 5,35% и 86,2 ± 4,00%), что свидетельствует
о большей эффективности и экономичности работы спортсмена при выполнении
постоянной нагрузки, без пауз для взятия проб лактата (рис. 1).

*

АБ

В
Рис 1. Сравнительная оценка протоколов нагрузки на гребном эргометре по
параметрам времени выполнения нагрузки (А), максимального потребления
кислорода (Б) и по соотношению потребления кислорода на уровне порога
анаэробного обмена к уровню максимального потребления кислорода (В).
Примечание: * – достоверно, при p<0,05 Таким образом, разработанный протокол специфического нагрузочного тестирования на гребном эргометре может применяться у спортсменов-гребцов как при углубленном, так и при этапном медицинском обследовании спортсменов и, в отличие от стандартной специфической нагрузочной пробы, основывается на оценке времени выполнения нагрузки при максимальной имитации условий профессиональной деятельности. Комплексная оценка параметров функциональной готовности спортсменов сборной команды по академической гребле с использованием неспецифического и специфического нагрузочного тестирования Учитывая, что общепринятыми методами оценки физической работоспособности спортсменов при проведении углубленного медицинского обследования спортсменов является эргоспирометрия на велоэргометре или тредмиле, нами проведена сравнительная оценка результатов обследованиях 94 членов сборной по академической гребле, в том числе 56 мужчин и 38 женщин, из них мастеров спорта международного класса (МСМК) – 20, мастеров спорта (МС) – 38 и кандидатов в мастера спорта (КМС) – 36 человек. Средний возраст у мужчин 19-25 лет. Показано, что нагрузочное тестирование на тредмиле в большей мере раскрывает возможности кислородтранспортной системы работающих мышц спортсмена, и основные параметры физической работоспособности (время выполнения нагрузки, время наступления порога анаэробного обмена, значения максимального потребления кислорода) на тредмиле отличаются от аналогичных на велоэргометре в среднем на 15-17% (табл. 2). Сравнительная оценка специфической и неспецифической нагрузочной пробы на гребном эргометре и на тредмиле, соответственно у членов сборной по академической гребле показала, что за меньшее время работы на гребном эргометре, спортсмены достигали практически равных значений МПК, но потребление кислорода на уровне порога анаэробного обмена было достоверно выше при специфическом нагрузочном тестировании, как и соотношении пульсовых характеристик ПАНО/МПК – важных для построения правильного профиля тренировочных нагрузок. Так, у членов мужской сборной данный показатель достоверно выше при специфической нагрузке – 94,31%, чем при тестировании на тредмиле - 88,16% (р<0.05) (табл. 3). Таблица 2 Результаты оценки физической работоспособности спортсменов сборной команды России по академической гребле при неспецифическом нагрузочном тестировании Вид нагрузкиМужчины, n = 56Женщины, n = 38 Вело-Вело-Вело-Вело- Тредми Тредмил протоколпротокопротокопротоко л 40 Втл 50 Втл 30 Втл 50 Вт Параметр Время 901,24±737,15±722,58± 715,20±754,92±547,57± нагрузки, 31,9112,6711,21* 26,49*16,3613,72 Эргоспирометрия сек МПК,60,55±1,52,32±1,6 49,23±1, 50,51±1 47,92±1, 42,24±1, мл/мин/кг95081*,922860 Время747,18±624,30± 616,63± 568,13± 670,33± 473,71± ПАНО, сек26,6914,2511,6122,3018,6519,27* VO2 54,95±2,45,57±43,94±44,31±243,72±37,53± ПАНО, 301,401,84*,161,69*2,01* мл/мин/кг Пиковая1332,921539,001007,11 1560,30±862,71±956,71± мощность,±±± Вингейт-тест 62,9841,2497,71 ВТ69,3655,3955,32 Средняя 863,23±938,00±932,29± 579,86±619,67±586,86± мощность, 25,4720,6728,9218,7219,2037,87 Вт Общая12967±14 036±314 041± 8 705±29 267±8 837± работа, Дж3731143675281565 Примечание: * значения достоверны при p < 0,05 Таблица 3 Сравнительная характеристика показателей эргоспирометрического тестирования членов мужской сборной по академической гребле при не специфическом и специфическом виде нагрузки Вид нагрузкиТредмилГребной эргометр Показательn=13n=13 Время нагрузки, сек938,69±25,12803,38±21,07 Время наступления ПАНО, сек654,77±19,55643,54±17,71 МПК, мл/мин/кг60,08±0,0760,72±1,02 VO2ПАНО, мл/мин/кг50,94±1,18*57,61±0,98* ЧССПАНО/ЧССМАКС, %88,40±1,23**95,12±0,78** Примечание: * значения достоверны при p < 0,05;** значения достоверны при p < 0,01 При планировании дизайна исследования мы расширили традиционный набор методов, включенных в программу углубленного медицинского обследования спортсменов, и провели комплексную оценку функциональной готовностиспортсменовнетолькопопараметрамфизической работоспособности, но и оценку функциональных показателей системы обеспечения в покое по параметрам гемодинамики, параметрам компонентного состава тела и по параметрам психоэмоционального состояния. На данном этапе работы полученные результаты были шкалированы и проанализированы с учетом индивидуальных различий. Сформированные диапазоны значений шкал по показателям функциональной готовности позволили получить 6 групп параметров (табл. 4). Таблица 4 Шкалы балльной оценки параметров функциональной готовности спортсменов (П.А. Шулепов, 2015) Очень хорошо/Удовлетворительно/Плохо/ Параметр ОтличноХорошоНеудовлетворительно Оценка 6,00-5,18 5,17-4,35 4,34-3,51 3,50-2,68 2,67-1,84 1,83-1,00 Балл654321 По каждому параметру спортсмен оценивался в диапазоне от 1 до 6 баллов, где: 5-6 баллов – уровень «очень хорошо» и «отлично», характеризующий эффективный тренировочный процесс; 3-4 балла – уровень «удовлетворительно» и «хорошо», не требующий вмешательства врача, однако рекомендованы изменения тренировочного процесса для улучшения результативности спортсмена; 1-2 балла – уровень «очень плохо» и «плохо», требующий повышенного внимания спортивного врача и тренера команды, необходимо изменение тренировочного процесса, консультация специалиста, психолога и т.п. Данный подход был разработан ранее и применялся у представителей сборной команды по биатлону. Комплексная оценка параметров системы обеспечения физической работоспособности с помощью дополнительных методов обследования на данном этапе работы позволила выбрать наиболее информативные показатели, формирующие интегральную оценку функциональной готовности спортсмена. Разработка структуры модельных характеристик спортсменов сборной команды России по академической гребле по параметрам интегральной оценки функциональной готовности Разработка и количественная оценка модельных характеристик по 33 параметрам функциональной готовности спортсменов сборной команды России по академической гребле проводилась в преддверии летних Олимпийских игр в г. Рио-де-Жанейро 2015 года. Структуру модельных характеристик спортсменов сборной команды по академической гребле формируют четыре группы показателей: 1) прямые показатели физической работоспособности, учитывающие результаты выполнения специфической нагрузочной пробы на гребном эргометре; 2) показатели системы обеспечения при нагрузке; 3) функциональные показатели системы обеспечения в покое; 4) показатели психоэмоционального состояния. Применение шкал 6-балльной оценки к полученным результатам, позволило датьинтегральнуюоценкуфункциональнойготовности высококвалифицированных спортсменов-гребцов, включающую интегральный показатель физической работоспособности при выполнении специфической нагрузочной пробы на гребном эргометре и разработать итоговый протокол результатов тестирования 72 членов сборной команды России по академической гребле (40 мужчин и 32 женщины). Для 16 показателей структуры модельных характеристик спортсменов сборной команда России по академической гребле были рассчитаны диапазоны значений, где эталонному уровню показателя, соответствует оценка в 5-6 баллов. В таблице 4 приведены крайние значения модельных характеристик физической работоспособности и гемодинамики спортсменов мужской и женской сборных России по академической гребле. Балльная оценка всех 16 модельных характеристик была использована при построении многофакторного рейтинга сборной команды, ранжированного по интегральному показателю физической работоспособности спортсменов. Итоговый протокол результатов комплексного обследования параметров функциональной готовности членов мужской и женской сборных команд России по академической гребле представляет собой индивидуальные результаты полного обследования 72 членов сборной России по академической гребле включает 33 показателя:14 параметров физической работоспособности и 19 параметров системы ее обеспечения. Таблица 4 Диапазоны эталонных (лучших) и худших значений модельных характеристик физической работоспособности и гемодинамики спортсменов мужской и женской сборных команд России по академической гребле МужчиныЖенщины Модельная характеристикаБаллМин.Макс.Мин.Макс. значение значениезначение значение Время выполнения специфической нагрузки на гребном 1,00 - 1,99И ниже650И ниже509 эргометре «до отказа», сек5,00 - 6,00841И выше635И выше Дистанция, пройденная при выполнении специфической 1,00 - 1,99И ниже2729И ниже2111 нагрузочной пробы на гребном эргометре, м5,00 - 6,003800И выше2753И выше 1,00 - 1,99И ниже240И ниже170 Мощность средняя, Вт 5,00 - 6,00287И выше201И выше Время наступления порога анаэробного обмена (ПАНО), 1,00 - 1,99И ниже520И ниже377 сек5,00 - 6,00641И выше500И выше 1,00 - 1,99И ниже47.52И ниже42.34 Максимальное потребление кислорода, мл/мин/кг 5,00 - 6,0062.16И выше56.12И выше Потребление кислорода на уровне порога анаэробного 1,00 - 1,99И ниже41.42И ниже42.33 обмена (VO2ПАНО), мл/мин/кг5,00 - 6,0058.33И выше53.12И выше 1,00 - 1,99И ниже63.58И ниже63.58 Отношение времени ПАНО к МПК, % 5,00 - 6,0085.49И выше85.49И выше 1,00 - 1,99И ниже83И ниже70 Ударный объем, мл 5,00 - 6,00113И выше82И выше Общее периферическое сопротивление сосудов, дин с1,00 - 1,99И выше1200И выше1300 −5 см5,00 - 6,001009И ниже1099И ниже Функциональное состояние (интегративный показатель 1,00 - 1,99И ниже0.749И ниже0.749 гемодинамики), отн. ед5,00 - 6,000.871И выше0.871И выше Таким образом, выполненная работа, позволяет унифицировать проведение обследования спортсменов сборной команды России по академической гребле как для реализации целей углубленного, так и этапного медицинскогообследованиявысококвалифицированныхспортсменов. Использование разработанных в рамках данной работы единой методологии оценки физической работоспособности с помощью специфического нагрузочного тестирования на гребном эргометре, интегральной оценки параметров функциональной готовности и структуры модельных характеристик обеспечит преемственность и систематизацию массива данных как при разовом медицинском обследовании, так и их контроль в динамике. Представленные теоретические подходы являются перспективными, так как могут служить основой для разработки специфических нагрузочных проб и модельных характеристик для спортсменов других олимпийских видов спорта. ВЫВОДЫ 1. Разработанный протокол специфического нагрузочного тестирования на гребном эргометре может применяться как при углубленном, так и при этапном медицинском обследовании спортсменов, так как в отличие от стандартной специфической нагрузочной пробы основывается на оценке времени выполнения нагрузки при максимальной имитации условий профессиональной деятельности спортсменов-гребцов, что сокращает время тестирования на 29% и обеспечивает достижение бо́льших значений максимальной мощности у 72% спортсменов, при схожих значениях максимального потребления кислорода 64,36 ± 2,43 мл/мин/кг по разработанному протоколу и 64,00 ± 4,75 мл/мин/кг при стандартной пробе. 2. Результаты сравнительной оценки параметров физической работоспособности при использовании стандартного неспецифического нагрузочного тестирования свидетельствуют, что показатели потребления кислорода на уровне порога анаэробного обмена и на пике нагрузки, достоверно выше на тредмиле, чем на велоэргометре в среднем на 15-18% (p < 0,05). При использовании специфического протокола нагрузки аналогичные показатели достоверно выше на гребном эргометре, чем на тредмиле за счет включения в нагрузку специфических работающих мышц и более эффективной аэробной производительности (p < 0,01). 3.Определениеуровняфункциональнойготовности высококвалифицированных спортсменов должно базироваться на интегральной оценке параметров физической работоспособности и на оценке функциональных показателей системы обеспечения в состоянии покоя по параметрам гемодинамики, компонентного состава тела, параметрам психоэмоционального состояния. Комплекс указанных параметров формирует четырехкомпонентную структуру модельных характеристик у спортсменов по академической гребле. 4. Модельные характеристики спортсменов академической гребли включают интегральный показателем физической работоспособности, учитывающим время выполнения специфической нагрузки на гребном эргометре, пройденную дистанцию и среднюю мощность, а также функциональные показатели системы обеспечения в покое и при нагрузке (максимальное потребление кислорода, порог анаэробного обмена, показатели гемодинамики, показатели компонентного состава тела и психоэмоционального состояния). 5. Применение интегрального показателя физической работоспособности, как ранжирующего при построении многофакторного рейтинга сборной команды установило, что к физически подготовленному эталонному уровню, относятся члены мужской сборной России по академической гребле, чей результат времени выполнения специфической нагрузки на гребном эргометре более 841 сек, пройденная дистанция более 3800 м и средняя мощность выше 287 Вт. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Специфический протокол нагрузочного тестирования на гребном эргометре и модельные характеристики членов борной команды России по академической гребле по показателям функциональной готовности могут быть рекомендованы к использованию при углубленном и этапном медицинском обследовании спортсменов сборных команд России по гребному спорту. 1. Рекомендовано использовать протокол специфического нагрузочного тестирования на гребном эргометре с соблюдением следующих позиций: нагрузка начинается со 150 Вт (для женщин со 100 Вт); увеличение нагрузки на 50Вт происходит ступенчато каждые 2 минуты, без пауз; нагрузка выполняется спортсменом «до отказа» при объективном (параметры газоанализа) достижении максимального уровня потребления кислорода. 2. Рекомендовано при составлении заключения о результатах оценки физическойработоспособностиспортсменовруководствоваться разработанными диапазонами значений показателей, полученных при выполнении специфической нагрузочной пробы на гребном эргометре «до отказа»: 1) высокий уровень параметров, соответствующий оценке «отлично- хорошо» у мужчин: время выполнения нагрузки 841 секунда и выше; время ПАНО – 641 сек и выше; МПК – 62,16 мл/мин/кг и выше; VO2ПАНО – 58,33 мл/мин/кг и выше; дистанция – 3800 м и выше; мощность средняя – 287 Вт и выше; % времени ПАНО от МПК 85,49 и выше. 2) высокий уровень параметров, соответствующий оценке «отлично- хорошо» у женщин: время выполнения нагрузки 635 секунда и выше; время ПАНО – 500 сек и выше; МПК – 56,12 мл/мин/кг и выше; VO2ПАНО – 53,12 мл/мин/кг и выше; дистанция – 2753 м и выше; мощность средняя – 201 Вт и выше; % времени ПАНО от МПК 85,49 и выше. 3. Для своевременной оценки результатов углубленного и этапного медицинского обследования спортсменов сборной команды России по академической гребле и формирования оперативного заключения о необходимости внесения соответствующих корректив в тренировочно- соревновательную деятельность спортсмена, рекомендовано обращать внимание на значения 1-2 балла в полном перечне разработанных модельных характеристик,включаягемодинамическиепоказатели,показатели компонентного состава тела и показатели психоэмоционального состояния. согласно параметрам, отражающим низкий уровень функциональной готовности спортсмена для направления спортсмена к узким специалистам, коррекции питания и интенсивности нагрузок с учетом индивидуальных пульсовых характеристик. 4. Для возможности динамического контроля за состоянием функциональных и адаптационных резервов спортсменов сборной команды России по академической гребле, рекомендовано использование единой методологии обследования и разработанных итоговых протоколов результатов интегральной оценки функциональной готовности.