Спосіб визначення працездатності спортсменів, що спеціалізуються у циклічних видах спорту

Корисна модель відноситься до медицини, а саме, до спортивної медицини, і стосується методів визначення фізичної працездатності спортсменів. Відомі численні аналоги винаходу, які являють собою педагогічні, фізіологічні та біохімічні методи прямого та опосередкованого визначення показників спортивної працездатності. До аналогів, наприклад, відносяться: 1) педагогічні методи оцінки рівня рухо вих якостей спортсменів (стандартизовані ергометричні випробовування): біг на дистанцію 100м - для оцінки швидкісних якостей; 8-10-кратний біг на дистанцію 300м для оцінки швидкісно-силової витривалості; біг на дистанцію 3000м - для оцінки витривалості; блок тестових навантажень на біговій доріжці для визначення максимально розвиваємої потужності роботи (Wmax, Вт) та максимальної потужності роботи, яка припадає на 1кг маси тіла (Вт·кг-1) [Методы педагогического контроля в спортивной тренировке / Под. ред. В.В. Петровского. - К.: Здоров'я. - 1975. - 78с.; Запорожанов В.А. Контроль в спортивной тренировке. - К: "Здоров'я", 1988. - 149с.; Дьяченко А.Ю. Методика тестирования и оценки уровня развития компонентов специальной выносливости квалифицированных гребцов // Резервные возможности совершенствования функциональной подготовленности при больших тренировочных нагрузках. - К., 1996. - Вып. 2. - С.13-15.; Коренберг В.Б. Проблема физических и двигательных качеств // Теория и практика физической культуры. - 1996. - №7. - С.2-5.; Козупица Г.С. Взаимосвязь аэробной физической работоспособности с составом тела. - Актуальные проблемы спортивной медицины // Труды Самарской области федерации спортивной медицины. - Самара, 1998. - T.1. - С.34-35.]; блок тестів на веслувальному ергометрі "Concept" для оцінки найбільш значимих функціональних показників та працездатності веслярів, у спеціально створених умовах, що моделюють компоненти змагальної діяльності, а також проходження відрізків 1000м, що моделюють змагальну діяльність в природних умовах [Стеценко Ю.Н. Функциональная подготовка спортсменов-гребцов различной квалификации. - К.: УГУФВС, 1994. - 192с.]; а також інші методи педагогічного тестування спортсменів; 2) фізіологічні та біохімічні методи, які свідчать про біоенергетичні параметри потужності, ємності та ефективності аеробних та анаеробних можливостей - визначення максимального споживання кисню (МСК) (максимальна інтенсивність утилізації кисню при граничному виснажливому навантаженні), кисневого боргу (надлишкова порівняно із станом спокою величина споживання кисню, яка визначається кількістю метаболітів анаеробного обміну), максимуму накопичення молочної кислоти в крові, частоти серцевих скорочень, легеневої вентиляції, частоти дихання, концентрації кисню та вуглекислого газу у повітрі, що видихається, максимального зрушення рН крові. В якості тестуючого навантаження може використовуватися робота на велоергометрі, тредмілі (третбані), плавальному ергометрі, веслувальному ергометрі, степергометрія тощо, при цьому застосовується блок тестових навантажень різної потужності та тривалості з визначенням потужності роботи стандартного навантаження (W) та критичної потужності (Wкp), реєструються показники реакції серцево-судинної системи та системи дихання за допомогою спіроергометричного комплексу [Ми щенко B.C. Функциональные возможности спортсменов. - Киев: Здоров'я, 1990. - 280с.; Дятлов B.C., Северин А.Е. и др. Динамика показателей сердечного ритма во время выполнения ступенчато возрастающей нагрузки на велоэргометре у обследуемых с различным уровнем физической работоспособности // Теория и практика физической культуры. - 1997. - №4. С.14-15.; Мищенко B.C. и др. Функциональная подготовленность квалифицированных спортсменов: подходы к повышению специализированности оценки и направленному совершенствованию // Наука в олимпийском спорте. - 1999. - Специальный выпуск. - С.61-70.; Мищенко B.C. Физиологические механизмы долговременной адаптации системы дыхания человека к напряженной мышечной деятельности: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - К., 1984. 49с.; Мадера Е.А., Проводникова А.С. и др. Исследование некоторых биохимических показателей у спортсменов, тренирующихся в аэробном и анаэробном режимах / Традиционные и нетрадиционные методы оздоровления детей: Тез. междунар. практич. конф. (Дубно 4-6 июля 1994г.). - М., 1994. - С.86.]. Слід відзначити, що значна частина цих методів базується на аналізі показників функціонування серцево-судинної системи спортсмена. Це, наприклад, тест PWC170 [Sjostrand T. Changes in the respiratory organs of workmen at one oesmelding work // Acta Med. Scand. - 1947. - Suppl. 196. - P.687-699.] або його модифікація [Карпман В.Л„ Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: ФиС., 1988. - 208с.; Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. - М.: ФиС., 1990. - 192с.]; непряма оцінка МСК [Astrand R.O., Podahl К. Textbook of Work Physiology. - N.-Y., 1970. - 215p.; Mosizoni R., Denolin М. Physical activity in disease prevention and treatment. - Pissin: Butterworts, 1985. - 250p.; Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. - М.: ФиС., 1990. - 192с.]; оцінка відновлюваності спортсмена після дозованого фізичного навантаження за Гарвардским степ-тестом [Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: ФиС., 1988. - 208с.]; різноманітні ортоклиностатичні проби [Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. - М.: ФиС., 1990. - 192с.]. 3) інші фізіологічні методи, наприклад, електронейроміографія в стані спокою та при виконанні рухови х дій [Городничев P., Андриянова Е., Городничева Л. и др. Электронейромиография как метод изучения физической работоспособности // Материалы Х Международного Научного конгресса «Современный олимпийский спорт и спорт для всех» (Гданск, 10-14 сентября 2006г.). - Гданск: Издательство Академии Физического Воспитания и Спорта им. Енджея Снядецкого в Гданске, 2006. - С.125-128.] то що. Всі зазначені методи широко застосовуються в спортивній медицині, проте вони не позбавлені певних недоліків, основаними з яких є те, що будь-які методи педагогічного тестування не дають уявлення про фізіологічні процеси, які відбуваються в організмі спортсмена при виконанні навантаження, а значна частина фізіологічних методів потребує досить громіздкої апаратури, що не дозволяє широко застосовувати їх у польових умовах. Прототипом корисної моделі є широко застосований в спортивній практиці тест PWC170 (фізична працездатність при частоті серцевих скорочень, що дорівнює 170) [Sjostrand T. Changes in the respiratory organs of workmen at one oesmelding work // Acta Med. Scand. - 1947. - Suppl. 196. - P.687-699.]. Прототип характеризується наступними властивостями: він дає характеристику аеробної працездатності, характеризує реакцію організму спортсмена на навантаження. Прототип має недоліки, які зводяться до наступного: 1. Він неспецифічний, тобто характеризує загальну, а не спеціальну спортивну працездатність. 2. Не характеризує анаеробної працездатності спортсмена, тому придатний для тестування спортсменів не всіх спеціалізацій. 3. Не передбачає можливості прогнозування фізичної працездатності. 4. Потребує наявності досить громіздкої апаратури, що не дозволяє широко застосовувати цей тест у польових умовах. В основу корисної моделі поставлено завдання розробити метод визначення працездатності спортсменів, що спеціалізуються у циклічних видах спорту, позбавлений недоліків, які притаманні прототипу. Поставлене завдання вирішується тим, що метод визначення працездатності спортсменів, що спеціалізуються у циклічних видах спорту, який заявляється, передбачає використання структурно-лінгвістичного аналізу показників варіабельності серцевого ритму, які реєструються до (в стані спокою) та на 10 хвилині після виконання стандартного тестового навантаження, специфічного для того виду спорту, в якому спеціалізується спортсмен. Сутність корисної моделі зводиться до проведення структурно-лінгвістичного аналізу показників варіабельності серцевого ритму, які реєструвалися до (в стані спокою) та на 10 хвилині після виконання стандартного тестового навантаження; структурно-лінгвістичний аналіз показників варіабельності серцевого ритму виконується з використанням комп'ютерної програми "Ритм-F" або аналогічної. Використання цього методу дозволяє спростити опис вихідних даних, зберігаючи при цьому найважливіші якісні властивості інформації. У відповідності з цим методом опис періодичних складових серцевого ритму у вигляді спектральних формул і індексів, хвильових чисел, амплітудних та частотни х характеристик основних спектральних ліній положено в основу класифікації станів регуляторних систем та формалізації правил переходу між основними станами організму. Спектральна формула являє собою послідовність символів, які описують характеристики спектральних ліній у потужності спектру ритму серця [Ильин В.Н., Батырбекова Л.М., Курданова М.Х., Курданов Х.А. Ритмокардиографические методы оценки функционального состояния организма человека. - М.: Илекса; Ставрополь: Сервис-школа, 2003. - 80с.]. Структурно-лінгвістичний підхід до оцінки функціонального стану організму людини в нормі і при дії стресових факторів і положено в основу винаходу, оскільки дозволяє оцінити функціональний стан спортсмена до та після виконання ним стандартного тестового навантаження, специфічного для того виду спорту, в якому він спеціалізується, і спрогнозувати тим самим його спеціальну працездатність. Алгоритм виконання проби: реєструються показники варіабельності серцевого ритму до (в стані спокою, краще вранці) виконання стандартного тестового навантаження, специфічного для того виду спорту, в якому спеціалізується спортсмен, та на 10 хвилині після нього, проводиться структурно-лінгвістичний аналіз зазначених показників, і на його підставі оцінюється функціональний стан організму спортсмена. Метод високоінформативний для визначення та прогнозування спеціальної працездатності спортсменів, які спеціалізуються в будь-яких циклічних видах спорту. Ефективність запропонованого методу підтверджується наступними прикладами: показники варіабельності серцевого ритму реєстрували у бігунів на середні дистанції (800м) до та через 9,5; 10,0 та 10,5хв після пробігу зазначеної дистанції, отримані при цьому результати співставимі. Далі наведено приклади практичного використання. Приклад 1. Перше тестування проводилося 10-28 березня 2005р. під час навчально-тренувального збору у м. Ялта та Євпаторія. Обстежено спортсмена П., який спеціалізується у бігу на середні дистанції, до та після пробігу зазначеної дистанції. Незважаючи на те, що зазначений спортсмен був лідером у своїй групі, результати структурно-лінгвістичного аналізу показників варіабельності серцевого ритму свідчать про імовірність несприятливого прогнозу (див. рисунок нижче), що підтвердилося поганими результатами виступу цього спортсмена на змаганнях у травні 2005p. Приклад 2. Повторне обстеження - вересень-жовтень 2005p., під час навчально-тренувального збору у м. Ялта та Євпаторія. Цього разу, після корекції тренувального процесу, результати структурно-лінгвістичного аналізу показників варіабельності серцевого ритму спортсмена П. свідчать про відсутність несприятливого прогнозу (див. рисунок нижче), що підтвердилося результатами змагань у грудні 2005p. (спортсмен зайняв друге місце). В цей же період проходив обстеження спортсмен Й. (спеціалізується у спринті), результати структурнолінгвістичного аналізу показників варіабельності серцевого ритму якого теж свідчать про відсутність несприятливого прогнозу (див. рисунок), що теж підтвердилося результатами змагань у грудні 2005p. (спортсмен зайняв третє місце). Наведений приклад підтверджує адекватність пропонованого нами методу визначення працездатності спортсменів. Приклад 3. Дослідження проведено 20.03.2006р. на базі Ельбруської медико-біологічної станції, п. Терскол, висота 2100м. Обстежена спортсменка З., 1983р.н., спортивна спеціалізація - біг на 400м, кваліфікація - м.с. Результати обстеження спортсменки в положенні лежачи, до тестування, представлені нижче. Таблиця Таблиця функціональних станів і переходів між ними, частотограма. Показники за Р. Баєвським Показник Значення n 116 ИН, відн. од. 33 ИВР, відн. од. 73 ВПР, відн. од. 3 НСР, відн. од. 277 ПАПР, відн. од. 23 Показники часового аналізу Показник Значення n 216 АМо, % 17 Мо, мс 900 RRNN, мс 1040 SDNN, мс 112 ΔR-R, мс 521 PNN50, % 43 Показники спектрального аналізу Показник Значення VLF, мс2/Гц 383 LF, мс2/Гц 1149 HF, мс2/Гц 6458 VHF, мс2/Гц 899 VLF norm, n.u. 5 LF norm, n.u. 14 HF norm, n.u. 81 CV, % 11 VHF norm, n.u. 10 LF/HF 0,17 ПАРС 5 Спектральна формула Sb(4)Sm(2)_ У спортсменки ритм синусовий, середня частота серцевих скорочень складає 58уд./хв, що відповідає помірній брадикардії. Характер частотограми та хвильової структури серцевого ритму в частотному діапазоні від 0 до 0,40Гц вказує на перехід з рефлекторного вегетативного рівня регуляції серцевого ритму на більш повільний (низький) - гуморально-метаболічний. Високе значення ПАРС вказує на напруження регуляторних систем організму з елементами зниженої адаптації до умов середньогір'я (гіпоксії). Загальна потужність спектру в частотному діапазоні від 0 до 0,40Гц відповідає віковій нормі. Стан нейрогуморальної регуляції характеризується високим рівнем вагусних та гуморально-метаболічних впливів в модуляції серцевого ритму. Має місце баланс відділів вегетативної нервової системи, відносне переважання активності парасимпатичного відділу. Відсутність в спектральній структурі серцевого ритму надвисокочастотної компоненти в діапазоні від 0,40 до 1,00Гц та тип спектральної формули SmSb свідчить про стійкість функціонального стану організму. Після виконання стандартного тестового навантаження отримано дані, представлені нижче. Таблиця Таблиця функціональних станів та переходів між ними, частотограма Показники часового аналізу Показник Значення R-R mіn, мс 531 R-R max, мс 1482 RRNN, мс 776 SDNN, мс 213 ΔR-R, мс 951 PNN50, % 26 CV, % 28 Показники спектрального аналізу Показник Значення ТР0-0,4, мс2/Гц 6892 VLF, мс2/Гц 676 LF, мс2/Гц 2604 HF, мс2/Гц 3611 VHF, мс2/Гц 5129 LF norm, n.u. 38 Hf norm, n.u. 52 LF/HF 0,72 Спектральна формула Sm(2)Sf(4)Sb(5) Отже, після виконання стандартного тестового навантаження реактивність симпатичного відділу вегетативної нервової системи збережена, має місце перехід із стану з спектром Sb(4)Sm(2) у стан із спектром Sm(2)Sf(4)Sb(5), який характеризується помірним напруженням регуляторних систем організму. Таким чином, на момент обстеження функціональний стан та адаптаційні можливості організму спортсменки у відновлювальний післязмагальний період в умовах середньогір'я (гіпоксії) знижені. У стані спокою переважає вагусний та гуморально-метаболічний тип регуляції серцево-судинної системи. Цей факт у поєднанні із зниженими можливостями вегетативної регуляції серцевого ритму вказує на перехід з нейровегетативного на гуморально-метаболічний і автономний рівні. В той же час, наявність у стані відносного спокою стабільного функціонального стану зі спектром SbSm та перехід при функціональних навантаженнях у стан зі спектром SmSfSb, що характеризується помірним напруженням регуляторних механізмів, є сприятливими діагностичними ознаками, які дозволяють прогнозувати адаптацію організму до умов середньогір'я та інтенсивних фізичних навантажень по типу фізіологічного стресу. На цьому етапі відновлювального періоду в умовах середньогір'я рекомендуються м'які режими рухової активності, що чергуються з помірними тренувальними навантаженнями аеробної спрямованості, у поєднанні із адаптогенами рослинного походження, додатковою субстратною індукцією вітамінними препаратами (групи В), антигіпоксантами (вітаміни групи Е і С, метіонін) та мембраностабілізаторами (наприклад, есенціале, ритмокор). Таким чином, метод визначення працездатності спортсменів, що спеціалізуються у циклічних видах спорту, передбачає можливість використання структурно-лінгвістичного аналізу показників варіабельності серцевого ритму, які реєструються до (в стані спокою) та через 10хв після виконання стандартного тестового навантаження, специфічного для того виду спорту, в якому спеціалізується спортсмен. Він характеризує спеціальну спортивну працездатність, придатний для тестування спортсменів, що спеціалізуються в будь-яких циклічних видах спорту, які працюють як в анаеробному (спринтери), так і в аеробному (стаєри, велосипедисти) режимі, передбачає можливість перспективного прогнозування фізичної працездатності, не потребує наявності громіздкої апаратури (достатньо датчика та портативного комп'ютера типу "ноутбук" з відповідним програмним забезпеченням) та дорогих витратних матеріалів, що дає можливість широко застосовувати цей тест у польових умовах.