Высокотехнологичное оборудование и технологии для спортивной и восстановительной медицины, медицинской реабилитации и фитнеса.

Исследование адаптационных изменений кислородотранспортной и дыхательной функций крови под влиянием традиционной и дозированной вибрационной тренировки в малых циклах (микроциклах) спортивной подготовки

А.А. Михеев, д-р пед. наук, доцент;

Н.Е. Вороницкий 

Для оценки и сравнения адаптационных реакций различных звеньев системы кроветворения при традиционной и дозированной вибрационной тренировке в малых циклах (микроциклах) подготовки были проанализированы среднегрупповые гематологические показатели в двух аналогичных тренировочных сериях, одна из которых предполагала применение вибрационных упражнений, а другая традиционных.

Для моделирования вибрационной нагрузки различной интенсивности использовались повторные физические упражнения, выполняемые с применением метода СБА. В ходе исследований изменялись следующие параметры упражнений: количество повторений (подходов) и длительность интервалов отдыха. Количество повторений определяло объем вибрационной нагрузки, а интервалы отдыха ее интенсивность. Совокупность параметров нагрузки и отдыха в отдельном упражнении, в серии упражнений в рамках одного тренировочного занятия и в серии смежных тренировочных  занятии называется протоколом тренировки. На первом этапе исследования применялся следующий протокол (табл. 1):

Таблица 1. Тренировочный протокол № 1, 
серия смежных занятий с возрастающей нагрузкой, комбинированное упражнение, 
интервал отдыха между подходами 3-5 мин
 

№ тренировки

Количество подходов в тренировке

Среднее время виброупражнения, сек.

Среднее количество циклов движений в виброупражнении

Среднее время традиционного

упражнения, сек.

Среднее количество циклов движений в традиционном

упражнении

1

1

172 ±12

169±10

190±14

185±16

2

2

335±17

295±15

368±22

350±28

3

3

457±21

368±19

506±12

486±16

4

4

579±28

409±29

589±34

570±29

5

5

685±26

490±25

701±24

675±19

6

6

822±31

561±30

828±31

801±27

7

7

908±32

642±33

924±29

898±30

8

8

908±30

698±31

936±41

912±36

В исследованиях приняли участие 20 мужчин одного возраста и спортивной квалификации, разделенных на 2 группы по 10 человек в каждой. Первая группа испытуемых выполняла программу вибротренинга, а вторая тренировалась по традиционным методикам. В первой группе средний возраст испытуемых составил 13,9±0,18 лет, средний рост 162±2,4 см, средний вес — 52±1,8 кг, средний стаж занятий спортом 4,25±0,5 лет. Во второй группе средний возраст составил 14,2±0,52 лет, средний рост 164±3,1 см, средний вес — 55±1,3 кг, средний стаж занятий спортом 5,2±0,4 лет.

В соответствии с планом исследования испытуемые обеих групп на протяжении двух семидневных микроциклов выполняли одинаковую тренировочную программу на стимуляторе медицинском биомеханическом «Гризли» производства фирмы «БМС», состоящую из 8 стимуляционных занятий, по 4 занятия в каждом из микроциклов: первая группа с применением традиционных упражнений, вторая группа с применением дозированной (повторной) вибрационной тренировки. Интенсивность упражнений на протяжении всей серии оставалась постоянной, а объем нагрузки и равномерно возрастал от тренировки к тренировке. Обе тренировочные серии начиналась с одного подхода в упражнении, к которому на каждой последующей тренировке прибавлялось по одному подходу, что обеспечивало равномерное возрастание нагрузки. Последние тренировки, соответственно, состояли из 8 подходов. Интервалы отдыха составляли 3-5 мин. Испытуемым было предложено выполнять комбинированное упражнение, состоящее из двух частей: сгибаний — разгибаний рук в упоре сидя сзади с опорой на вибротренажеры и далее, после наступления утомления следовало продолжение — приседания на вибрационных аппаратах либо обычные приседания без применения вибрации). Испытуемые прекращали выполнение упражнения, ориентируясь на собственное субъективное чувство наступления утомления. Упражнение предписывалось выполнять в темпе 1 цикл движения за 1 сек. Полученные результаты приведены в таблицах 2, 3 и на рис 1-6.

Таблица 2. Динамика гематологических показателей до (д/н) и после (п/н)
выполнения упражнений по программе вибротренинга в малых циклах подготовки (n=10)

№ тренировки

Показатель

RBC,

r1012

HgB,

г/дл

HCT,

%

MCV,

фл

МСН,

пг

МСНС,

г/дл

д/н

п/н

д/н

п/н

д/н

п/н

д/н

п/н

д/н

п/н

д/н

п/н

1

Хср

5,1

5,3*

14,4

15.3**

43.6

45,9*

86,0

86,6

28,4

28,78

33,1

33,23

Sx

0

0,1

0,1

0.4

0.3

0,7

0,8

0,8

0,3

1,75

0,3

2,04

2

Хср

5,1

5,2

14,9

15.6

44.3

45,0

85,9

86,8**

29,2

30,5

34,1

35,1

Sx

0,1

0

0,3

0.4

0,8

0,5

0,8

0,8

0,6

1,1

0,8

1,1

3

Хср

5,2

5,3

15,3

15.6

44.0

45,8*

85,0

86,1**

29,4

29,13

34,6

33,93

Sx

0,1

0,1

0,4

0.4

0,8

0,7

0,8

0,8

0,6

1,15

0,4

1,3

4

Хср

5,2

5,4*

15,0

15.6

44,3

46,2*

85,6

86,4*

29,1

29,1

34,0

33,7

Sx

0,1

0,1

0,4

0.4

0,6

0,9

0,8

0,9

0,5

0,3

0,7

0,4

5

Хср

5,1

5,2

14,4

14.6

43.4

44,1

85,6

86,3**

28,4

28,6

33,1

33,1

Sx

0,1

0,1

0,3

0.2

0,6

0,5

0,9

0,8

0,2

0,3

0,6

0,3

6

Хср

5,1

5,2

14,3

14.8

43.5

44,7

86,2

86,2

28,4

28,6

33,0

32,0

Sx

0,1

0

0,3

0.3

0,6

0,6

0,9

0,9

0,5

0,4

0,2

0,4

7

Хср

5,2

5,2

14,5

14.6

44.6

44,7

86,5

86,7

28,2

28,4

32,6

32,7

Sx

0,1

0,1

0,4

1.0

0,8

0,7

0,8

0,9

0,4

0,5

0,3

0,4

8

Хср

5,0

5,0

14,3

14.5

42.4

42,7

85,4

85,1*

28,8

28,82

33,5

33,89

Sx

0

0,1

0,2

0.3

0.4

0,6

0,8

0,8

0,1

1,03

0,4

0,75

Примечания: достоверные отличия между показателями до и после тренировочных занятий: *Р<0,05; ** — Р<0,01.

Таблица 3. Динамика гематологических показателей до (д/н) и после (п/н)
выполнения упражнений по программе традиционной тренировки в малых циклах подготовки (n=10)

№ тре-нировки

Показатели (Хср± Sx)

RBC

HgB

HCT

MCV

MCH

MCHC

д/н

п/н

д/н

п/н

д/н

п/н

д/н

п/н

д/н

п/н

д/н

п/н

1

5,34±0,1

5,24±0,2

15,6±0,1

15,2±0,4

44,5±0,3

43,7±0,8

83,3±0,8

83,4±0,9

29,2±0,2

29,0±0,6

35,1±0,8

34,8±1,1

2

5,21±0,3

5,40±0,1

15,2±0,3

15,7±0,2*

43,5±0,6

45,5±0,4*

83,5±0,8

84,3±0,7

29,2±0,9

29,1±1,1

34,9±0,6

34,5±0,9

3

4,97±0,2

5,19±0,2*

14,2±0,1

14,9±0,4*

41,5±0,5

43,7±0,4*

83,5±0,8

84,2±0,6

28,6±0,3

28,7±1,2

34,2±0,7

34,1±1,3

4

5,0±0,1

5,39±0,1*

15,1 ±0,2

15,6±0,3

41,7 ±0,3

46,0±0,5*

84,1 ±0,9

85,3±0,8

28,8±0,9

28,9±0,5

34,3±0,7

33,9±0,5

5

5,11±0,0

5,36±0,1*

14,6±0,1

14,1±0,4

42,6±0,5

45,1±0,3*

83,4±0,8*

84,1±0,9

28,6±0,1

26,3±0,1*

34,3±0,2

31,3±0,8*

6

5,33±0,1

5,59±0,2*

15,0±0,2

15,9±0,1*

44,5±0,8

46,8±0,4*

83,5±0,7

83,7±0,8

28,1±0,3

28,4±1,1

33,7±0,4

34,0±1,3

7

5,17±0,1

5,22±0,1

14,6±0,4

14,8±0,1

42,9±0,2

45,2±0,7*

83,0±0,8

83,5 ±0,9

28,2±0,2

28,3±0,8

34,0±0,3

34,1 ±0,5

8

5,10±0,2

5,20±0,3*

14,9 ±0,3

14,8 ±0,6

43,9 ±0,4

44,7 ±0,8

83,1 ±0,7

83, 3 ±1,1

28,4±0,4

28,6±0,9

33,8 ±0,4

32,7 ±0,3*

Примечания: достоверные отличия между показателями до и после тренировочных занятий: *Р<0,05; ** — Р<0,01.

С целью изучения процесса адаптации дыхательной и кислородтранспортной функций и оценки отставленных постнагрузочных изменений красной крови проведена оценка динамики среднегрупповых показателей гемоглобина, гематокрита, эритроцитов, среднего объема эритроцитов, среднего содержания гемоглобина в эритроците в серии вибростимуляционных и традиционных тренировочных занятий.

Рис. 1.  Динамика среднегрупповых показателей гемоглобина в серии смежных 
тренировочных занятий по программам вибротренинга и традиционной тренировки

Воздействие небольших доз СБА с одного до трех сеансов сопровождается достоверным (Р<0,05) увеличением показателей гемоглобина (рис. 1.) с 14,4±0,1 до 15,3±0,4  г/дл (на 6,25 %), содержания эритроцитов (рис. 2) – с 5,10±0,04 до 5,2±0,1 ×1012  (на 2,6 %), содержания гемоглобина в эритроцитах (рис. 3)  с 28,4±0,3 до 29,4±0,6 пг, (на 3,5%), средней концентрации гемоглобина в эритроците (рис. 4) с 33,1±0,3% до 34,6±0,4% а также снижением среднего объема эритроцитов (рис. 5) с 86,0±0,8 до 85,0±0,8 фл (на 1,2%)

Рис. 2.  Динамика среднегрупповых показателей эритроцитов в серии смежных 
тренировочных занятий по программам вибротренинга и традиционной тренировки

В то же время воздействие небольших доз традиционных упражнений с первой до третьей тренировки приводит к противоположенному эффекту: достоверно (Р<0,05) снижаются показатели гемоглобина с  15,6±0,1 до 14,2±0,1 г/дл, содержание эритроцитов – с 5,34±0,1 до 4,97±0,2 ×1012, содержание гемоглобина в эритроцитах с 29,2±0,2 до 28,6±0,3 пг, средняя концентрация гемоглобина в эритроците с 35,1±0,8 до 34,2±0,7 % , средний объем эритроцитов достоверных изменений не претерпел (83,3±0,8 и 83,5±0,8).

Рис. 3.  Динамика среднегрупповых показателей содержания гемоглобина в эритроците 
в серии смежных тренировочных занятий по программам вибротренинга и традиционной тренировки

Статистический анализ показал достоверное (Р<0,05) возрастание количества активных эритроцитов после трех сеансов вибростимуляции, следствием чего является оптимальное образование и распределение энергии в клетках, качественно новый обмен веществ, активизация иммунной системы. Рост концентрации гемоглобина в эритроцитах сопровождается достоверным повышением среднего содержания гемоглобина в эритроцитах, что свидетельствует об улучшении кислородтранспортных и дыхательных возможностей крови.

Рис. 4.  Динамика среднегрупповых показателей концентрации гемоглобина в эритроците 
в серии смежных тренировочных занятий по программам вибротренинга и традиционной тренировки

Повышение концентрации гемоглобина не сопровождалось аналогичным ростом показателя вязкости крови – гематокрита, что является благоприятным адаптационным сдвигом, способствующим повышению работоспособности. Относительно применения небольших доз традиционных упражнений можно сделать противоположенный вывод. Динамика изучаемых показателей свидетельствует об ухудшении кислородтранспортных и дыхательных возможностей крови.

Рис. 5.  Динамика среднегрупповых показателей объема эритроцитов в серии смежных тренировочных занятий по программам вибротренинга и традиционной тренировки 

Результаты, зарегистрированные после увеличения времени вибрационной нагрузки  после третьей и до восьмой вибрационных серий СБА, свидетельствуют о том, что благоприятные реакции системы красной крови не являются стабильными. Дальнейшее возрастание нагрузок приводит к постепенному устойчивому снижению этих показателей, достигая минимальных величин после проведения 8 сеансов СБА. При этом регистрируется статистически достоверное снижение уровня показателей красной крови по сравнению с максимальным уровнем, который наблюдался после 3-х серий работы: концентрации гемоглобина с 15,3±0,4 до 14,3±0,2 г/дл, содержания эритроцитов с 5,2±0,1 до 5,0±0,04×1012, гематокрита с 44,0±0,8 до 42,0±1,0 %, средней концентрации гемоглобина в эритроците с 34,6±0,4 до 33,5±0,4 % (Р<0,05).

Рис. 6.  Динамика среднегрупповых показателей гематокрита в серии смежных тренировочных занятий по программам вибротренинга и традиционной тренировки 

В серии традиционных упражнений с третьего до четвертого занятия, напротив, происходит возрастание показателей гемоглобина (с14,2±0,1 до 15,1±0,2 г/дл), среднего содержания гемоглобина в эритроците, среднего объема эритроцитов, а с третьего по шестое занятия увеличиваются показатели гематокрита и количества эритроцитов. Затем, при волнообразной динамике, происходит снижение показателей к последнему занятию тренировочной серии. Аналогичная тенденция наблюдается в серии вибростимуляционных тренировок: после 8-мого занятия зарегистрировано статистически достоверное снижение (относительно исходных значений) гемоглобина (с 14,4±0,1 до 14,1±0,3 г/дл, содержания эритроцитов – с 5,07±0,04 до 4,9±0,1×1012, гематокрита с 43,6±0,3 до 42,0±1,0 % (Р<0,05).

Сравнительный анализ данных, полученных в результате применения традиционной и дозированной вибрационной тренировок показал, что динамика гематологических показателей имеет хорошо различимый фазовый ритм, связанный с особенностями адаптационных реакций организма спортсменов высокого класса на применение двух типов нагрузки. Первая фаза связана с реакцией на небольшие (с точки зрения характеристик физического упражнения) нагрузки. Наличие ответных реакций, связанных с возрастанием уровня гематологических показателей говорит о том, что в течение трех занятий с длительностью от 3-х до 9 минут  происходит приспособление к ранее неизвестному, а потому мощному стресс-фактору – вибрации. Это подтверждается фактом противоположенной реакции (снижение значений гематологических показателей) организма тренированных спортсменов на традиционную нагрузку того же объема. Максимальный размах в разнице ответных реакций (по абсолютным показателям) наблюдается на третьем занятии, а на четвертом – пятом занятии можно наблюдать своеобразное "сужение" - размах  в разнице между абсолютными показателями либо минимален, как в случае среднего содержания гемоглобина в эритроците, либо эти показатели полностью совпадают. На графиках это выглядит, как пересечение линий, которое возвещает об окончании первой фазы приспособительных реакций. Здесь же мы находим ответ на вопрос об определении минимально достаточной дозы вибрационной нагрузки (МДДВ) в серии смежных занятий. На временной оси эта доза маркируется точкой совпадения абсолютных значений гематологических показателей при применении  традиционной и вибрационной тренировок. Далее, начиная с 5 занятия, наступает вторая фаза приспособительных изменений, которая продолжается вплоть до 8 занятия. Реакции организма на этом этапе, по-видимому, в большей мере связаны с характеристиками физического упражнения как такового. Действительно продолжительность нагрузки в повторном упражнении составляет 11-15 мин., а количество циклов движения от 400 до 900. Главная вывод, который можно сделать из сопоставления полученных данных заключается в том, что на втором этапе сочетанная вибрационная  нагрузка вызывает более глубокие  изменения в гематологических показателях. Достигнутый после первой фазы положительный эффект практически нивелируется к 8 тренировке. Этот факт в сопоставлении с динамикой показателей при традиционной тренировке свидетельствует о том, что сочетанная вибрационная нагрузка предлагаемого объема вызывает исчерпание адаптационных резервов организма.

Ответ системы красной крови на сочетанную нагрузку, складывающуюся из частотных и амплитудных характеристик вибрации с одной стороны и характеристик физического упражнения (объем, интенсивность) с другой стороны может быть обусловлен процессами гемолиза, агрегации либо фрагментации эритроцитов. Степень выраженности и превалирующие механизмы ответной реакции красной крови на применение вибрационных упражнений зависит от индивидуальных особенностей организма спортсмена и степени его тренированности.

Выводы

  1. Позитивная динамика функций красной крови в серии стимуляционных занятий наблюдается на первых трех тренировках при небольших дозах вибрационной нагрузки, в сумме составляющей всего 3, 5 и 7 мин наблюдается.
  2. Небольшие дозы вибрационных упражнений в серии из трех стимуляционных занятий оказывают благоприятное влияние на состояние дыхательной и кислородтранспортной функций крови, что может быть вызвано стимулирующим влиянием выполняемых нагрузок в сочетании с вибрационным воздействием на процессы эритропоэза.
  3. Применение тренировочных серий, состоящих из более чем трех стимуляционных занятий приводит к снижению кислородтранспортной и дыхательной функций крови. Это может быть объяснено  кумулятивными (суммарными) изменениями, которые разворачиваются на протяжении некоторого временного отрезка (микроцикла) в ответ на действие раздражителя, распознаваемого  организмом, как стресс-фактор.

Выявленные закономерности динамики кислородтранспортной и дыхательной функций крови необходимо учитывать в планировании дозированного вибротренинга. При проведении дозированной вибрационной тренировки свыше 3-х тренировочных занятий следует либо регламентировать объем выполняемых нагрузок с целью предотвращения негативной динамики изменения показателей красной крови, либо делать перерыв в стимуляционных занятиях.